因應深度學習與生成式AI應用狂潮,AI加速伺服器在全球市場大賣,帶動資料中心GPU與各種AI加速運算器的普遍採用之餘,下一波伺服器周邊裝置硬體更新焦點,是建置具有更大傳輸頻寬的內部網路環境,例如,這幾年來陸續有多家廠商推出400Gb/s等級的乙太網路交換器,以及InfiniBand網路交換器,而在伺服器搭配的網路介面卡方面,400Gb/s等級的產品先前只有Nvidia推出的ConnectX-7,同時提供400GbE與400Gb InfiniBand的網路卡,而在資料處理器的產品線上,他們也推出支援400Gb/s網路的BlueField-3。
其他廠商推展更高頻寬網路卡產品的態度並不積極,例如,英特爾Ethernet 800系列的E810僅提供至100Gb/s、支援PCIe 4.0 x16介面,6月2024 Computex展覽期間預告今年稍晚將推出E830,屆時將推出200Gb/s乙太網路、支援PCIe 5.0x8介面的產品,而在ASIC架構IPU產品方面,他們推出的IPU E2100支援200Gb/s乙太網路;另一家網路晶片廠商Marvell,旗下45000系列Ethernet NIC的FastLinQ QL45611HLCU,能提供100Gb/s乙太網路、支援PCIe 3.0 x16介面,而在資料處理器的產品線上,Octeon 10 DPU系列雖然支援100GbE、200GbE、400GbE,但不同款式的網路埠組態設置當中,最高提供50Gb/s乙太網路、支援PCIe 5.0。
這兩年來情況有了重大改變。首先是2023年7月超級乙太網路聯盟(Ultra Ethernet Consortium,UEC)宣布成立,參與廠商包括:AMD、Arista、博通(Broadcom)、思科、Eviden、HPE、英特爾、Meta,以及微軟,這個組織存在的宗旨是因應高效能網路、AI、高效能運算工作負載的快速演進,建構基於乙太網路而成的完整通訊架構,滿足功能、效能、互通性、總體持有成本的最佳化需求,並且兼顧開發者與終端使用者的便利性。
接著是今年上半,身為UEC聯盟成員之一的Broadcom,在3月底舉行的投資者會議Broadcom Enabling AI Infrastructure,預告即將推出AI最佳化網路卡,代號為Thor2,提供加倍的網路頻寬容量,最高可達到400Gb/s,並搭配全方位的壅塞管理功能,協助矯正網路流量堵塞的問題;
5月底在Dell Technologies World 2024大會召開期間,Broadcom宣布推出支援PCIe 5.0介面的400GbE網路卡產品線,Dell也在此時宣布旗下的頂級GPU伺服器PowerEdge XE9680,將支援Broadcom的400GbE網路卡。
Broadcom強調,他們提供的400GbE網路卡,具有高度擴充性、高效能,以及低耗電等特色,提供性能更強大、開放、基於標準而成的乙太網路卡與交換器解決方案,因應AI資料中心面臨的各種連線瓶頸問題,像是AI加速晶片這類XPU頻寬不足,以及叢集規模快速成長。
之所以能達到上述要求,Broadcom表示,這批網路卡產品搭配的乙太網路控制器晶片BCM57608(先前稱為BCM957608)導入5奈米製程,採用的設計能提供最高的能源使用與散熱效率,而且能搭配長達5公尺的被動銅纜,或是超低功耗的線性可插拔光學收發器,以及Broadcom旗下支援高基數拓樸架構(high-radix)的交換器,因此,能在繼續使用既有氣冷散熱技術的狀態下,支援更高密度的伺服器機櫃內部設置(能在伺服器機箱安裝更多張網路卡,並且維持使用氣冷散熱)。
而在網路傳輸方式的改良上,Broadcom的400GbE網路卡也配備第三代的RoCE流程管線運作,並且提供低延遲的網路壅塞控制技術,以及創新的遙測監督機制,適合用於AI基礎架構的高頻寬、高壓力網路環境當中。同時,它們也採用Broadcom新一代強固式網路介面架構,可擴展本身的AI產品組合,藉此建立該公司在乙太網路資料中心基礎架構的領先地位。
在供應市場的管道上,這些產品標榜400GbE與PCIe 5.0支援乙太網路,將透過多個伺服器廠商與Broadcom供應。以目前來看,Broadcom推出兩款內建單個QSFP112-DD埠的400GbE網路卡,可提供1個400GbE埠,一款是外形為PCIe介面卡的P1400GD,產品編號為BCM957608-P1400GDF00,一款是外形遵循OCP 3.0規格的P1400GD,產品編號為BCM957608-N1400GDP00;他們也有兩款內建2個QSFP112-DD埠的400GbE網路卡,可提供2個200GbE埠或1個400GbE埠,一款是外形為PCIe介面卡的P2200G,產品編號為BCM957608-P2200GQF00,一款是外形遵循OCP 3.0規格的N2200G,產品編號為BCM957608-N2200GQP00。它們都能搭配線性可插拔光學模組,連接5公尺長的直接銅纜連接。
而這些基於BCM57608而成的網路卡,由於本身能因應更高速度的資料傳輸需求,支援400Gbps頻寬與250Mpps封包轉發率,內建8個100/50G PAM4與10/25G NRZ這兩種編碼傳輸技術,可針對AI/ML、雲端規模的網路環境,以及儲存應用系統,提供高度延展性、具備豐富功能的網路解決方案。
關於網路加速存取的功能支援上,它們都能以支援RoCEv2與硬體層級的壅塞控制,透過Broadcom發展的第四代技術,可提供最低延遲,並且顯著改善大規模部署RoCE的複雜度。
BCM57608也搭配第四代TruFlow引擎,整合硬體加速機制、配備強化可程式化機制的多功能引擎(剖析、查詢、匹配、動作),以便快速建置新的網路傳輸類型,同時,這個引擎也能增加虛擬機器的部署密度,減輕伺服器處理器用量,以及改善應用系統的效能。
關於安全性確保的部分,Broadcom的400GbE網路卡也內建矽信任根(RoT),可支援SPDM 1.2版規格,該公司先前推出的網路卡若是搭配BCM5750X系列晶片,也支援SDPM 1.2,當中採用他們發展的矽信任根技術BroadSAFE,而能因應系統安全開機啟動與見證(attestation)的需求。
產品資訊
Broadcom 400Gb Ethernet NICs
●原廠:Broadcom
●建議售價:廠商未提供
●機型與外形:P1400GD為半長矮版PCIe介面卡,N1400GD為OCP 3.0規格介面卡
●支援網路介面:25GbE/50GbE/100GbE/200GbE/400GbE
●提供網路埠:1個QSFP112-DD埠
●採用ASIC晶片:Broadcom BCM57608
●連接介面:PCIe 5.0 x16
●支援伺服器虛擬化規格:VMQ、SR-IOV
●支援網路虛擬化規格:VXLAN、NVGRE、GENEVE
●支援網路時間精確應用:IEEE 1588v2、SyncE
●進階功能:TruFlow、TruManage
●支援儲存網路協定:RoCEv2
●支援安全性功能:資料安全提供kTLS硬體加解密卸載、QUIC硬體加解密卸載,平臺安全提供RoT、SPDM 1.2
【註:規格與價格由廠商提供,因時有異動,正確資訊請洽廠商】
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