搭上綠能列車:NVIDIA BlueField DPU 提升資料中心效率

在與 Ericsson、Red Hat 和 VMware 的測試中,資料處理器實現更快、更節能的網路
作者 John Kim

數字都已出爐,根據這些數字,資料中心的節能幅度更勝以往,而這是由於使用資料處理器 (DPU) 加速的節能網路之故。

根據 Ericsson、RedHat 和 VMware 協助執行的一系列測試,使用 NVIDIA BlueField-2 DPU 的伺服器可節省高達 24% 的能源。在一次案例中,甚至能讓 CPU 效能提升 54 倍。

根據近期白皮書的描述,這項工作將核心網路作業從耗電的主機處理器,卸載到專為更有效率執行而設計的 DPU。

運用 DPU 加速運算實現網路、資安和儲存作業,是提升資料中心能源效率的下一個重要步驟。根據白皮書中所述,這是資料中心進入綠能運算時代,少數最佳化作業中最新的一項。

VMware vSphere 上測試的 DPU

有鑑於節能網路的趨勢,VMware 採用 DPU 執行自家虛擬化軟體;全球數千家公司都是該軟體的愛用者。自 VMware 於今年秋天推出 vSphere 8 軟體以來,NVIDIA 已與之進行多次測試。

舉例來說,在 VMware vSphere 分散式服務引擎上 (軟體會用 DPU 卸載並加速網路和資訊安全功能),BlueField-2 能締造較高的效能,同時在無 DPU 情況下,釋放CPU 所需的 20% 資源。

這表示使用者可部署較少伺服器,即可執行相同的工作負載,或在同一伺服器上執行更多應用程式。

能源支出減少將近 200 萬美元

很少有資料中心面臨比電信供應商更嚴苛的作業。他們的網路中穿梭著智慧型手機使用者產生的各種零碎資料,以及其行動網路和網際網路之間產生的各式要求。

Ericsson 的研究人員測試運算子能否使用處理 DPU 功能的網路介面卡 SmartNICs,來降低這龐大工作負載消耗的能源。在他們的測試中,CPU 會在 NVIDIA ConnectX SmartNIC 處理網路工作時放慢速度或進入休眠。

結果相當令人驚豔,詳細內容請參閱這篇近期文章

在滿載的網路上,伺服器 CPU 的能源消耗量減少了 24%,從 190 瓦掉到 145 瓦。針對大型資料中心,光是這一個 DPU 的應用,就能在三年內省下將近 200 萬美元的能源費用。

Ericsson tests with Bluefield DPUs
說明文字:Ericsson 在三種情境下,在 DPU 上執行 5G 用戶平面功能。

在這篇文章中,Ericsson 技術長 Erik Ekudden 特別強調這項作業的重要性。

「通訊服務供應商日益迫切找到並佈署創新解決方案,以有效降低網路能源消耗。」他寫道。而 DPU 技術「能在各種流量條件下節省能源。」

負荷減少 70%,效能提高 54

在針對 Red Hat OpenShift 進行的測試中,結果更是令人驚訝;《財富》雜誌全美 500 強企業中,有半數銀行、航空公司和電信公司都透過此平台管理軟體容器。

測試時,BlueField-2 DPU 處理了要管理這些可攜式應用程式和程式碼套件所需的虛擬化、加密和網路作業。

DPU 將 CPU 的網路需求降低了 70%,讓 CPU 得以執行其他應用程式。此外,DPU 還將網路作業的速度提升了令人咋舌的 54 倍。

有關測試內容的詳細資訊,請見此技術部落格

加速實現零信任

各行各業正逐步採用零信任理念來提升網路安全。因此,NVIDIA 用 BlueField DPU 測試了目前最熱門資料中心加密協定之一的 IPsec。

測試結果顯示,資料中心的效能獲得提升,伺服器功耗降低了 21%,至於在 DPU 上執行 IPsec 的網路顧客,功耗則降低了 34%。對大型資料中心而言,這等於可在三年間節省將近 900 萬美元的電費。

NVIDIA 及其合作夥伴持續在不斷拓展的使用案例組合中測試 DPU,但未來前景已是呼之欲出。

白皮書最後結論道:「在能源成本節節攀升,綠色 IT 基礎架構需求日益增長的世界,使用 DPU 想必會越來越普遍。」

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