Artiza Networks lance la carte SmartNIC Griffin basée sur les FPGA Intel Agilex® 7 et Open FPGA Stack

Synthèse

La plateforme Intel FPGA SmartNIC N6000-PL est la troisième génération de cartes SmartNIC d'Intel. Elle offre une connectivité Ethernet de 2 x 100 Gbit/s pour accélérer les charges de travail de communication et de réseau. La carte Griffin N6060/61 d'Artiza Networks est la toute nouvelle solution de carte de niveau production basée sur la plateforme N6000. En utilisant la plateforme N6000 et OFS comme point de départ, Artiza Networks a personnalisé la carte Griffin N6060/61 pour intégrer deux fois plus de LE que la plateforme N6000, ce qui permet d'obtenir des charges de travail plus importantes et plus performantes.

L'AFU, ou « région de charge de travail », peut facilement être transférée à partir des générations précédentes de cartes d'accélération programmable (PAC) Intel®, sans aucune modification particulière, y compris la carte Intel FPGA PAC D5005 AFU et la carte Intel FPGA PAC N3000 AFU. En doublant le nombre de LE, la capacité AFU est également doublée par rapport à celle des plateformes N3000 et N6000.

Historique et difficulté

Artiza Networks est un leader du secteur des réseaux sans fil 3G, 4G et 5G, notamment dans les domaines des réseaux d'accès radio (RAN) et des cœurs de réseau (CN). Artiza collabore depuis plus de 20 ans avec les plus grands fournisseurs et opérateurs du secteur des réseaux, pour tester les nœuds RAN et CN des réseaux mobiles les plus avancés au monde.

En 2021, Intel a annoncé sa dernière plateforme Intel FPGA SmartNIC N6000-PL : une plateforme de développement équipée du FPGA Intel Agilex® 7 série F. La plateforme N6000 avait apporté des améliorations importantes en matière de consommation énergétique et de performances par rapport à son prédécesseur, la plateforme Intel FPGA PAC N3000. Cette plateforme de développement visait à prendre en charge les charges de travail de communication et de réseau dans différentes applications, telles que les applications vRAN, les routeurs virtuels de sites de cellules (vCSR), la mise en réseau de contrail native du Cloud (CN2), SMTE ST2110 et la fonction UPF (User Plane Function). La plateforme N6000 avait également amélioré la solution d'accélération FEC (Forward Error Correction) d'Intel FPGA PAC N3000.

Les importantes ressources d'ingénierie d'Artiza, notamment son expertise dans le développement de PCB, les FPGA et le traitement du signal numérique (DSP) dans les formats filaires et de bande de base, associée à sa position de leader du secteur, lui ont permis de développer sa dernière carte SmartNIC : la Griffin N6060/61. La carte Griffin N6060/61 est dérivée de la plateforme Intel FPGA SmartNIC N6000-PL.

Cependant, en ne fournissant que la carte, les fournisseurs de charges de travail qui achètent la carte Griffin N6060/61 devraient dédier des ressources au développement de charges de travail FPGA. Ce flux de travail comprendrait le développement de matériel et de logiciels, de la synthèse matérielle, de la compilation, du routage et des améliorations apportées à la synchronisation, au développement de pilotes logiciels et à l'orchestration/virtualisation. Il s'agit d'un cycle de développement relativement long, qui prend généralement entre 9 et 12 mois.

Solution

Pour faciliter le processus de développement de cartes FPGA personnalisées et éviter les difficultés que rencontreraient ensuite les fournisseurs de charges de travail qui achèteraient leur carte, Artiza Networks a adopté OFS.

OFS est une infrastructure Open Source qui vise à réduire les délais de développement des cartes et des charges de travail basées sur des FPGA personnalisés. Il s'agit d'un outil fondamental essentiel qui permet aux développeurs de FPGA d'accélérer et de standardiser ce développement en fournissant une infrastructure entièrement Open Source avec du matériel de référence. L'infrastructure OFS comprend un gestionnaire d'interface FPGA (FIM), communément appelé « shell », et une région AFU dédiée au développement des charges de travail. Grâce à OFS, les développeurs de cartes ou de FIM peuvent tirer parti de l'infrastructure Open Source, ou du FIM de base, pour développer rapidement un FIM personnalisé et adapté à leur carte en fonction de l'application ou du secteur visé.

En suivant le flux de travail OFS, Artiza Networks a hérité d'une infrastructure matérielle et logicielle Open Source qui a servi de point de départ à son développement personnalisé, réduisant ainsi de manière significative les délais de mise sur le marché. Tout le code source et la documentation technique destinés au développement basé sur les FPGA Intel Agilex sont validés et testés sur la plateforme Intel FPGA SmartNIC N6000-PL dont Artiza a tiré parti. En utilisant OFS sans développement, les développeurs peuvent ainsi accéder immédiatement à un cadre de départ : un shell FPGA fermé par timing prêt à être compilé, des exercices d'hôtes opérationnels, un microprogramme/RTL, une connexion logicielle et matérielle active, de la bande passante et des informations de surveillance de la carte. Une fois installé, le serveur peut vérifier immédiatement l'état et la fonctionnalité de la carte.

Un autre avantage d'OFS est que les fournisseurs de charges de travail disposent désormais d'une bibliothèque de pilotes logiciels qui connectent le FPGA à la couche d'application. Artiza Networks n'a ainsi plus besoin de développer ses propres modèles d'échantillons de FPGA. Cela permet également aux fournisseurs de charges de travail de se concentrer sur le développement RTL sans modifier de manière significative le shell FPGA, les E/S ou la mémoire.

Résultats

L'expédition des cartes échantillon Griffin N6060/N6061 a commencé en juin 2023 au Japon, aux États-Unis, en Chine, en Inde et en Finlande. La carte, qui possède des emplacements FH3/4L, est dimensionnée pour les profils GPU et peut être installée sur des serveurs équipés d'une interface PCIe 4.0 x16. Comme la carte utilise les mêmes connecteurs ATX 8 broches qu'un GPU, elle peut également être installée sur des serveurs à la place d'un GPU.

Artiza Networks prévoit de poursuivre la fourniture des cartes Griffin N6060/N6061 pendant au moins sept ans. Ils ont également l'intention de poursuivre le développement de cartes SmartNIC basées sur la technologie PCIe après la Griffin. La carte Griffin N6060/N6061 cible les applications réseau vRAN, NFV et MEC.

Comment se lancer dans l'accélération FPGA à l’aide d’OFS

Les développeurs de FPGA peuvent tirer parti de la carte SmartNIC OFS Griffin N6060/N6061 d'Artiza Networks et utiliser la documentation Open Source et le code source pour commencer à créer leur charge de travail personnalisée.

Le tableau suivant indique comment les développeurs peuvent commencer à développer des charges de travail basées sur un FPGA à l'aide de la carte d'accélération d'Artiza Networks.