Steve Poole está entre muitos pesquisadores em todo o mundo que exploram o poder da rede. O distinto cientista sênior do Los Alamos National Laboratory (LANL) prevê enormes ganhos de desempenho usando computação acelerada que inclui unidades de processamento de dados (DPUs) executadas em redes NVIDIA Quantum InfiniBand.
Na Europa e nos Estados Unidos, outros desenvolvedores de HPC estão desenvolvendo maneiras de descarregar trabalhos de comunicação e computação para DPUs. Eles estão sobrecarregando supercomputadores com o poder dos núcleos Arm e aceleradores dentro das DPUs NVIDIA BlueField-2.
Uma API aberta para DPUs
O trabalho de Poole é parte de uma colaboração ampla e plurianual com a NVIDIA que visa aumentos de velocidade de 30x em aplicativos multifísicos computacionais. Ele inclui técnicas pioneiras em armazenamento computacional, correspondência de padrões e muito mais usando o BlueField e sua estrutura de software NVIDIA DOCA.
Os esforços também ajudarão a definir ainda mais o OpenSNAPI, uma interface de aplicativo que qualquer pessoa pode usar para aproveitar os DPUs. Poole preside o projeto OpenSNAPI no Unified Communication Framework, um consórcio que permite computação heterogênea para aplicativos HPC cujos membros incluem Arm, IBM, NVIDIA, laboratórios nacionais dos EUA e universidades dos EUA.
“Os DPUs são parte integrante de nossa solução geral e vejo um grande potencial no uso de DOCA e pacotes de software semelhantes em um futuro próximo”, disse Poole.
Armazenamento Flash 10-30x mais rápido
A LANL já está sentindo o poder da computação em rede, graças a um sistema de armazenamento alimentado por DPU que criou. A caixa acelerada de Flash (ABoF, mostrada abaixo) combina armazenamento de estado sólido com aceleradores DPU e InfiniBand para acelerar partes críticas de desempenho de um sistema de arquivos Linux. É até 30 vezes mais rápido do que sistemas de armazenamento semelhantes e está definido para se tornar um componente chave na infraestrutura da LANL.
Um protótipo funcional da Caixa Acelerada de Flash. Os componentes de hardware são todos padrão para facilitar a adoção. Aceleradores e dispositivos de armazenamento são colocados nos slots U.2 nas baias frontais, enquanto também há um slot PCIe interno (periférico de interconexão de componentes expresso) usado para hardware acelerador.
ABoF torna “mais descobertas científicas possíveis. Colocar a computação perto do armazenamento minimiza a movimentação de dados e melhora a eficiência dos pipelines de simulação e análise de dados”, disse Dominic Manno, pesquisador da LANL, em um blog recente da LANL.
Uma visão interna da caixa acelerada de Flash mostrando a conectividade de SSDs NVMe (frente do chassi) para DPUs BlueField-2. No canto superior direito está um local PCIe para um acelerador. Esta demonstração usou um dispositivo Eideticom NoLoad.
DPUs na empresa
Já vimos uma boa quantidade de DPUs chegando aos data centers corporativos convencionais. A VAST Data , por exemplo, usa DPUs em seus novos nós de armazenamento all-flash Ceres. E embora seja uma tecnologia competitiva, a Fungible também adotou DPUs para criar sua oferta de armazenamento e GPUs desagregadas. Claramente, ainda estamos nos estágios iniciais, mas os administradores de rede e de sistemas devem se atualizar sobre o que as DPUs podem fazer para viabilizar sistemas e entrega de aplicativos mais eficientes.
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