In un’era dominata da applicazioni basate sui dati, il panorama informatico tradizionale, a lungo dettato da CPU e GPU, sta subendo un cambiamento di paradigma. Man mano che le aziende e le istituzioni si spostano verso ambienti informatici più complessi, in particolare con i campi fiorenti dell’intelligenza artificiale (AI), dell’analisi dei big data e delle applicazioni native del cloud, le esigenze in termini di capacità di elaborazione si sono trasformate. L'unità di elaborazione dati (DPU) porta con sé un altro elemento, ma la gestione del ciclo di vita della DPU in azienda è un po' più complicata di quanto sembri.
In un’era dominata da applicazioni basate sui dati, il panorama informatico tradizionale, a lungo dettato da CPU e GPU, sta subendo un cambiamento di paradigma. Man mano che le aziende e le istituzioni si spostano verso ambienti informatici più complessi, in particolare con i campi fiorenti dell’intelligenza artificiale (AI), dell’analisi dei big data e delle applicazioni native del cloud, le esigenze in termini di capacità di elaborazione si sono trasformate. L'unità di elaborazione dati (DPU) porta con sé un altro elemento, ma la gestione del ciclo di vita della DPU in azienda è un po' più complicata di quanto sembri.
Processore NVIDIA BlueField
Le DPU, spesso denominate SmartNIC o unità di elaborazione dell'infrastruttura (IPU), svolgono un ruolo fondamentale diventando il nesso tra elaborazione (CPU), grafica (GPU) e infrastruttura di rete di archiviazione. Distribuite da anni nel cloud pubblico e nei data center iperscalabili, le DPU isolano i carichi di lavoro residenti da rete, sicurezza, storage e altre operazioni infrastrutturali tipicamente associate alle funzioni del data center. Questa funzionalità migliorata libera CPU e GPU da queste attività, consentendo loro di concentrarsi sulla loro funzione primaria di elaborazione e rendering.
L’introduzione delle DPU porta con sé una nuova serie di sfide: come gestire, ottimizzare e garantire il funzionamento senza interruzioni di queste unità insieme all’infrastruttura esistente. La gestione della DPU diventa cruciale perché introduce un nuovo livello di complessità. Una corretta gestione garantisce che le DPU vengano utilizzate al massimo delle loro potenzialità, offrendo vantaggi come la riduzione della latenza, l'aumento del throughput e una migliore efficienza complessiva del sistema.
Integrando le DPU nell'ecosistema computazionale più ampio e garantendo una gestione efficace delle DPU, le aziende e le istituzioni possono sbloccare nuove aree di prestazioni, agilità e scalabilità. Mentre il mondo continua la sua incessante marcia verso operazioni sempre più incentrate sui dati, l’adozione e la gestione delle DPU sarà fondamentale per mantenere un vantaggio competitivo nel panorama digitale.
VMware, la forza trainante dell'interesse per la tecnologia DPU
Le DPU sono emerse come una tecnologia trasformativa nel panorama informatico, raccogliendo attenzione e trazione significative nel mercato odierno. Mentre le organizzazioni sono alle prese con la crescita esplosiva dei dati, la crescente complessità dei carichi di lavoro e la richiesta di prestazioni ed efficienza più elevate, le DPU sono emerse come una potente soluzione.
VMware stava lavorando per portare il suo stack software sulle DPU. Tuttavia, il software proprietario e specifico del fornitore associato all'hardware della DPU ha reso l'attività di integrazione ancora più impegnativa. Le porte si sono spalancate quando VMware si è esteso supporto per vSphere alla DPU, consentendo ai clienti di raggiungere nei propri data center l'efficienza tipicamente associata al cloud utilizzando lo stack di virtualizzazione preferito. Le DPU sono anche una parte fondamentale di vSAN 8, poiché alleggeriscono le attività di sicurezza e di rete.
DPU NVIDIA BlueField nel riser 1
VMware intende chiaramente continuare a sfruttare ancora di più le DPU nel tempo; non è nemmeno del tutto fuori dal regno considerare in futuro alcuni nodi vSphere come interamente alimentati da DPU, senza alcun x86. Tuttavia, VMware sta già promuovendo miglioramenti delle prestazioni grazie alle DPU.
VMware, che esegue un archivio chiave-valore REDIS su vSphere 8, ha scoperto che un host abilitato per DPU raggiungeva prestazioni simili a un host non abilitato per DPU con il 20% in meno di core CPU. In un altro test, l'host abilitato alla DPU ha ottenuto un throughput migliore del 36% e una riduzione del 27% nella latenza delle transazioni.
Con l'aumento dell'interesse per la DPU grazie a VMware, fornitori come Dell hanno dovuto trovare modi per includere la DPU nei progetti senza dimenticare la gestione del ciclo di vita della DPU. Il fatto è che le DPU sono essenzialmente computer a sé stanti, con la gestione progettata per essere eseguita localmente tramite Ethernet o altra porta di amministrazione. Ma questo non è coerente con il modo in cui le aziende vogliono gestire il ciclo di vita dell’hardware, quindi quando Dell ha deciso di adottare le DPU, ha dovuto essere un po’ creativa.
Dell PowerEdge, DPU e iDRAC
Se guardi il lato porta di una DPU NVIDIA BlueField, sembra proprio una scheda di rete NVIDIA ConnectX standard, con una porta Ethernet aggiuntiva per la gestione. Come notato, tuttavia, le aziende desiderano essere in grado di gestire tutti i componenti del server tramite una console di gestione del ciclo di vita comune. Nel caso di Dell, ciò significa iDRAC. Pertanto, Dell ha dovuto usare un po' di creatività per riuscire a realizzare le connessioni hardware necessarie affinché iDRAC riconoscesse la DPU.
Porte DPU NVIDIA BlueField
La DPU stessa si inserisce semplicemente nei riser (Riser 1A Slot 2, per essere precisi), come farebbe qualsiasi scheda PCIe. Ciò fornisce alimentazione alla DPU e la inserisce nel BUS di sistema. Ma la gestione della scheda non può essere effettuata tramite PCIe, come una GPU, almeno non al momento. Ciò che serve è un elemento hardware aggiuntivo per collegare questi punti. Nella foto sotto di una scheda madre R750, gli astuti noteranno una scheda diversa nello slot dove solitamente va il LOM (NIC).
Scheda madre Dell PowerEdge con scheda di interfaccia di gestione (MIC)
Osservando più da vicino la scheda di interfaccia di gestione (MIC), possiamo vederla posizionata nello spazio dove solitamente va il LOM integrato. Il MIC abilita un'interfaccia a banda laterale del controller di rete (NC-SI) tra la DPU e il BMC del server.
Scheda di interfaccia di gestione (MIC) Dell PowerEdge
Gestione del ciclo di vita della DPU con iDRAC
Esistono un paio di strumenti per ottenere il massimo dalla tecnologia DPU. Il Dell Remote Access Controller (iDRAC) integrato di Dell è uno strumento di gestione completo progettato per i server Dell PowerEdge. Offre funzionalità avanzate per il monitoraggio, l'amministrazione e il controllo del server remoto.
iDRAC fornisce il monitoraggio in tempo reale dei parametri di integrità del server, consentendo agli amministratori di monitorare componenti critici come CPU, memoria, storage, alimentazione e temperatura. iDRAC semplifica l'aggiornamento del firmware, inclusi BIOS, controller RAID e adattatori di rete. Questa interfaccia centralizzata consente agli amministratori di gestire e distribuire gli aggiornamenti firmware su più server, garantendo coerenza e riducendo lo sforzo manuale.
Grazie allo scambio LOM con MIC e alla maggiore durezza del cablaggio, Dell può gestire la DPU tramite iDRAC, allineando la gestione del ciclo di vita della DPU a tutti gli altri componenti chiave del server PowerEdge. Anche se questo sembra abbastanza semplice per l'amministratore di iDRAC, il lavoro dietro le quinte per consentire questa facilità di gestione per la DPU è impressionante.
Gestione del ciclo di vita della DPU con iDRAC
Considerazioni finali
È un po’ prematuro affermare che ogni nodo VMware vSphere o vSAN debba essere configurato con DPU per sfruttare vSphere Distributed Services Engine, ma è difficile trascurarne i vantaggi. Con l’aumento del volume e della complessità dei carichi di lavoro moderni e della domanda di nuovi servizi definiti dal software, le CPU dei server vengono sfruttate, lasciando meno cicli di elaborazione per l’elaborazione dei carichi di lavoro. Le DPU sono già ampiamente utilizzate negli hyperscaler per gestire più funzioni infrastrutturali e liberare cicli della CPU per carichi di lavoro che generano entrate.
Porta di gestione DPU NVIDIA BlueField cablata
Sebbene i vantaggi delle DPU per vSphere siano evidenti, l'introduzione di nuovi acceleratori nei server introduce nuove sfide che devono essere risolte; in questo caso, si tratta della gestione del ciclo di vita della DPU. Grazie all'ingegneria creativa di Dell, le DPU possono essere collegate al BMC nativo e gestite tramite strumenti tradizionali del ciclo di vita come iDRAC. Ciò fa una grande differenza nell’adozione di nuove tecnologie nel data center e dovrebbe facilitare l’adozione della DPU per i clienti Dell.
Panoramica delle nuove funzionalità di vSphere 8
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