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英特尔携手微软打造全新I/O虚拟化架构大大提高了加速器和I/O设备的可扩展性
(2024年7月13日更新)


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Ronak Singhal

资深院士英特尔

英特尔至强路线图和技术领导部门首席架构师

最近,英特尔与微软合作开放计算项目(OCP)提供可扩展性I/O虚拟化(SIOV)设备和平台制造商可以在云服务器中使用架构PCIe和Compute Express Link超大规模虚拟化行业标准规范设备。采用SIOV结构完成后,数据中心运营商不仅可以减少客户使用高性能加速器和其他关键I/O设备的成本也可以降低以前的标准I/O设备制造商带来的成本和编程负担。

新的SIOV架构是一种现代硬件和软件架构,不仅可以实现I/O高效的大规模虚拟化设备也克服了以往的问题I/O虚拟化技术的扩展限制。根据开放计算项目的条款,任何公司都可以使用它SIOV通过开放的零成本许可,技术可以应用于自己的产品。

包括网络适配器在内的云环境GPU还有存储控制器I/O该设备可以共享许多需要其服务的虚拟化工作负载。通过虚拟化软件堆栈和硬件辅助I/O虚拟化技术可以有效地负载这些工作I/O流量路由到这些设备,也有助于降低成本,接近裸金属ConnorWinfield代理性能的速度。

I/O虚拟化将从企业规模演变为超大规模

十多年前发布的单根I/O虚拟化(SR-IOV)是第一个I/O基于那个时代的虚拟化环境,每台服务器通常运行不到20个虚拟化工作负载。SR-IOV加载大部分虚拟化和管理逻辑PCIe但这不仅增加了设备的复杂性,也降低了虚拟堆栈I/O管理的灵活性。在接下来的几年里,因为CPU随着核心数量的增加,虚拟堆栈越来越成熟,容器和微服务技术使工作负载密度呈指数级增长。基于此,随着从企业级规模向超大规模虚拟化的过渡,I/O虚拟化也需要日益进化。

SIOV专为超大规模时代设计的硬件辅助设计I/O虚拟化有潜力支持每台服务器数千个虚拟化工作负载。一方面,SIOV将性能要求不敏感的虚拟化和管理逻辑从PCIe设备转移到虚拟堆栈;另一方面,它还在设备上使用了一个新的可扩展标志符,即PCIe内存地址空间ID,主要用于工作负载内存搜索。虚拟化I/O该设备不仅更容易配置和扩展,而且为其支持的每个虚拟机、容器或微服务提供接近原始性能。

SIOV优化可以降低设备成本,使设备更有效地访问大量的虚拟机和容器,使虚拟堆栈更灵活地配置和组合。总的来说,SIOV它不仅为严格的数据中心提供了有效的途径,也为数字世界的塑造提供了更高效的途径AI、提供高性能的虚拟工作负拟工作负载提供了高性能I/O和加速。

开放的生态系统促进增长和创新

帕特尔首席执行官·基辛格(Pat Gelsinger)最近指出,基于行业标准的开放生态系统加速了行业的发展,为客户提供了更多的选择。基于此,英特尔和微软的开发和验证SIOV为开放计算项目提供架构。在未来,它将继续前进CPU、I/O创新设备和云架构,为每个人提供更高的服务性能和更大的经济效应。我们也期待着开放计算项目社区的采用和持续优化。

微软云和人工智能高级架构总经理Zaid Kahn随着系统架构和生态系统的发展,微软长期以来一直与芯片合作伙伴合作。可扩展I/O虚拟化架构是我们与英特尔一起为硬件开放标准做出的最新贡献,除了PCIe、Compute Express Link和UEFI等贡献。我们希望通过与英特尔和开放计算项目的合作,广泛推广SIOV芯片制造商、设备供应商和IP随着云基础设施需求的增长和变化,供应商的大规模应用也期待着在整个生态系统中进行更广泛的合作,并不断演变这一标准。”

值得注意的是,即将推出的英特尔至强可扩展处理器(代号) Sapphire Rapids)、英特尔以太网 800系列网络控制器和未来PCIe和Compute Express Link(CXL)支持设备和加速器SIOV技术。同时,Linux相关内核工作正在进行中,预计该技术将于2022年晚些时候集成。此外,设备、CPU虚拟生态系统中的主要制造商也了解了相关信息,并期待着SIOV整合到他们的产品路线图中。

基于SIOV,云、网络和数据中心产业可以为超大时代的虚拟化提供统一的启动平台。

更多有关SIOV的信息

我们可以看到良性循环正在发挥作用,因为开放的行业标准将产生巨大的创新。我们希望更多的企业和机构能够加入我们的行列,支持他们的产品和云基础设施SIOV,并加入开放计算项目社区,共同推动该技术的发展。欲了解更多信息,请在开放计算项目网站上查看该规范。

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