VMware vSphere 8 z jednostkami DPU NVIDIA BlueField

Ze wszystkich zapowiedzi podczas konferencji VMware Explore 2022 (wersja amerykańska) najważniejszą informacją była obsługa vSphere 8 dla jednostek przetwarzania danych (DPU) firm NVIDIA i AMD Pensando, bazujących na serwerach Dell Technologies i HPE. Oficjalne wsparcie dla jednostek przetwarzania danych (DPU) pozwoliło klientom VMware cieszyć się korzyściami, jakie oferuje akcelerator. Skorzystaliśmy z platformy LaunchPad firmy NVIDIA przed konferencją VMware European Explore, aby zobaczyć, jakie korzyści dla klientów przynosi vSphere na jednostkach przetwarzania danych (DPU).

Rozwiązanie vSphere na jednostkach DPU (dawniej Project Monterey), obsługiwane przez funkcję vSphere Distributed Services Engine, uwolniło moc jednostek DPU do sprzętowo przyspieszonego przetwarzania danych, co pozwoliło poprawić wydajność infrastruktury i zwiększyć jej bezpieczeństwo. Zintegrowane przepływy pracy w vSphere 8 upraszczają również zarządzanie cyklem życia jednostek DPU.

Tło DPU – dlaczego tego chcesz

Można śmiało powiedzieć, że niewielu w korporacyjnym IT rozumiało wpływ jednostek DPU na wydajność obciążeń. Zasadniczo DPU to układ scalony (SoC) ze zintegrowanymi akceleratorami sprzętowymi, zaprojektowany w celu odciążenia procesora i poprawy wydajności. vSphere 8 odciąża usługi sieciowe i bezpieczeństwa, takie jak NSX Distributed Firewall ⁽¹⁾ , a dodatkowe usługi, takie jak pamięć masowa i szyfrowanie danych, są rozważane w przyszłych wersjach.

Firma VMware podkreśla wiele korzyści dla środowisk vSphere 8 wykorzystujących jednostki przetwarzania danych (DPU), ale są też podstawowe korzyści, jakie te akceleratory umożliwiają i są one widoczne na pierwszy rzut oka:

• Znaczne zwiększenie wydajności i oszczędności kosztów
• Poprawa bezpieczeństwa infrastruktury
• Lepsza wydajność energetyczna (Wsiądź do zielonego pociągu: jednostki DPU NVIDIA BlueField zwiększają wydajność centrum danych)

Firmy NVIDIA i VMware prowadziły testy porównawcze, uruchamiając różne obciążenia, w tym magazyn wartości kluczowych REDIS, na platformie vSphere 8. Odkryły, że host z włączoną funkcją DPU osiągnął wydajność porównywalną do hosta bez tej funkcji, przy 20% mniejszej liczbie rdzeni procesora. Ponadto, w innym teście host z włączoną funkcją DPU osiągnął o 36% lepszą przepustowość i 27% redukcję opóźnień transakcji.

Podobne wyniki uzyskano w testach funkcji płaszczyzny użytkownika (UPF) sieci Ericsson 5G, w wyniku których zużycie energii przez procesor serwera spadło o 23.7%. Pojedyncza aplikacja odciążająca DPU mogłaby obniżyć koszty energii o prawie 2 miliony dolarów w ciągu trzech lat w dużych centrach danych.

Wypróbuj vSphere 8 i DPU z LaunchPad

Obszar demonstracyjny NVIDIA LaunchPad doskonale nadaje się do szczegółowego zaprezentowania zalet jednostek DPU administratorom wirtualizacji i właścicielom aplikacji. Każdy klient lub partner może zgłosić się do testowania różnych aplikacji i bibliotek działających na sprzęcie NVIDIA bez konieczności wdrażania tego sprzętu we własnych centrach danych. Dostępne są specjalnie przygotowane laboratoria, które przeprowadzają praktyków przez proces wdrażania jednostki DPU NVIDIA od czystej instalacji bazowej vSphere 8 i przeprowadzania testów wydajności.

Lab 1

Pierwszym krokiem jest przejście do laboratorium NVIDIA LaunchPad przeznaczonego dla platformy vSphere. Przejdź na stronę NVIDIA.com , wybierz opcję „Rozwiązania”, a następnie w pierwszej sekcji „Sztuczna inteligencja i nauki o danych” kliknij „Laboratoria praktyczne”. Tuż nad tematami laboratorium kliknij „Optymalizacja infrastruktury”. Na stronie „Infrastruktura” wybierz „Wypróbuj VMware vSphere Powered by NVIDIA BlueField DPU” i wypełnij formularz, aby uzyskać dostęp. Po otrzymaniu wiadomości e-mail z autoryzacją od firmy NVIDIA możesz się zalogować i rozpocząć laboratorium.

To laboratorium zapozna użytkownika z klastrem vSphere 8 oraz ze sposobem konfiguracji, konfigurowania i korzystania z Universal PassThrough (UPT) za pomocą procesorów DPU NVIDIA BlueField. Laboratorium przeprowadzi użytkownika przez następujące kroki:

• Konfigurowanie rozproszonego przełącznika w vCenter
• Utwórz i przypisz segment nakładki NSX do przełącznika w NSX-T
• Skonfiguruj klaster w celu użycia vSphere Distributed Switch (VDS).
• Utwórz maszynę wirtualną w klastrze skonfigurowaną z kartą sieciową obsługującą UPT przypisaną do segmentu nakładki
• Przenieś maszynę wirtualną z jednego hosta na drugi

Mówiąc prościej, w tym laboratorium użytkownik konfiguruje rozproszony przełącznik zarządzany przez NSX, a następnie przesyła ten VDS do sprzętu w jednostce DPU. Rdzenie ARM i akceleratory sprzętowe jednostki DPU uwalniają rdzenie procesora x86 z wykonywania funkcji sieciowych NSX.

Lab 2

Po ukończeniu pierwszego laboratorium użytkownik może przejść do laboratorium 2. To laboratorium wykorzystuje konfigurację z pierwszego laboratorium i jest przeznaczone dla programistów aplikacji. Kroki wykonywane w tym laboratorium obejmują:

• Połącz się z klastrem vSphere 8 i utwórz wymagane maszyny wirtualne, aby przeprowadzić test wydajności
• Przegląd narzędzi do pomiaru systemu operacyjnego, testów porównawczych i wydajności
• Wykonaj test bazowy i zanotuj niektóre liczby
• Wykonaj test z włączonym UPT i zapisz liczby
• Porównaj wyniki dwóch testów

W tym miejscu do gry wkracza serwer REDIS (Remote Dictionary Server).

Skrypt utworzy cztery serwery REDIS i cztery maszyny wirtualne klientów.

Powyższy zrzut ekranu wyświetla się po przeniesieniu użytkownika do klienta vSphere. Należy pamiętać, że laboratoria są ograniczone czasowo. Jednak według firmy NVIDIA, po ukończeniu wybranych laboratoriów klienci powinni mieć wystarczająco dużo czasu na wdrożenie niektórych aplikacji lub danych w celu przetestowania korzyści wydajnościowych.

Uwagi końcowe

Trochę za wcześnie, aby twierdzić, że każdy węzeł VMware vSphere powinien być skonfigurowany z jednostką DPU, aby móc korzystać z vSphere Distributed Services Engine, ale trudno nie zauważyć korzyści. Wraz ze wzrostem wolumenu i złożoności współczesnych obciążeń oraz zapotrzebowaniem na nowe usługi definiowane programowo, procesory serwerów są wykorzystywane do maksimum, pozostawiając mniej cykli obliczeniowych na przetwarzanie obciążeń. Jednostki DPU są już szeroko wdrażane w systemach hiperskalowalnych, aby obsługiwać więcej funkcji infrastrukturalnych i zwalniać cykle procesora na obciążenia generujące przychody.

Dodanie jednostek DPU do VMware vSphere 8 to znaczące wsparcie dla przedsiębiorstw, które muszą zwiększyć wydajność, aby sprostać obciążeniu serwerów nowymi obciążeniami. Na podstawie wyników testów firmy NVIDIA z VMware i laboratoriami LaunchPad, dodanie jednostek DPU obniży całkowity koszt posiadania (TCO) przy jednoczesnej poprawie ogólnego przetwarzania obciążenia. Dodatkowo, przeniesienie procesów infrastrukturalnych na jednostkę DPU poprawi ogólne bezpieczeństwo poprzez utworzenie luki powietrznej między procesorem a infrastrukturą.

NVIDIA LaunchPad zapewnia programistom, projektantom i specjalistom IT szybki dostęp do sprzętu i narzędzi niezbędnych do zapoznania się z nowymi technologiami i sprawdzenia, czy korzyści przewyższają koszty. Zespoły korporacyjne mogą korzystać z LaunchPad, aby przyspieszyć tworzenie i wdrażanie nowoczesnych aplikacji intensywnie przetwarzających dane. Po szybkim przetestowaniu i prototypowaniu, ten sam kompletny stos można wdrożyć w procesach produkcyjnych u klienta.

NVIDIA LaunchPad – vSphere 8 z DPU

Przegląd nowych funkcji vSphere 8

Wprowadzenie do vSphere 8 na jednostkach DPU

(1) Rozwiązanie NSX Distributed Firewall jest w tej chwili dostępne wyłącznie w wersji Tech Preview.