BlueField-2 SmartNIC 的性能特征

高性能计算（HPC）研究人员长期以来设想过这样的场景：通过将可编程处理单元嵌入网络结构中来改善应用工作流。近来，供应商推出了可编程智能网络接口卡（SmartNIC），可将计算卸载到网络边缘。HPC 与高性能数据分析社区都高度关注理解这些设备在即将到来的系统的数据路径中可能扮演的角色。本文着重刻画 NVIDIA 新型 BlueField-2 SmartNIC 在以太网环境中使用时的网络与计算两方面特性。对于网络评估，我们在位于主机、SmartNIC 和远程主机的处理器之间进行了多次传输实验。这些测试揭示了传输期间 SmartNIC 上可用的处理余量。对于计算评估，我们使用 stress-ng 基准测试将 BlueField-2 与其他服务器比较，并对适用于该硬件的卸载操作类型给出实际界限。本工作的发现表明，尽管 BlueField-2 提供了在网络边缘处理数据的灵活手段，但必须非常小心以免压垮硬件。虽然主机可轻松使网络链路饱和，但 SmartNIC 的嵌入式处理器在使用内核空间包处理时，可能缺乏足够计算资源来维持超过预期带宽一半的速率。从计算角度看，SmartNIC 上的加密操作、争用下的内存操作以及卡上 IPC 操作明显优于我们实验中用于比较的通用服务器。因此，主要聚焦于这些操作的应用可能是卸载到 SmartNIC 的良好候选。