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Wie Unternehmenspeicher von Data Processing Units profitiert

Obwohl nur eine kleine Anzahl von Hardwareherstellern DPUs anbietet, hat die Technologie erhebliche Auswirkungen auf IT-Speichersysteme und die Administratoren, die sie verwalten.

Während Data Processing Units (DPU, deutsch: Datenverarbeitungseinheiten) ein heißer Trend im IT-Speicherbereich sind, ist das Grundkonzept dahinter nicht völlig neu.

Moderne Computerbetriebssysteme wie Windows und Linux führen rechenintensive Aufgaben aus, die nicht direkt mit der primären Arbeitslast des Systems zusammenhängen. In den letzten Jahrzehnten haben IT-Anbieter kreative Wege gefunden, einige dieser Aufgaben auf spezielle Hardware auszulagern. Diese Hardware setzt CPU-Ressourcen frei, um die primäre Arbeitslast des Systems auszuführen. DPUs sind eines der jüngsten Beispiele.

In den 1990er Jahren verwendeten Systeme, die für computergestützte Konstruktionsanwendungen entwickelt wurden, häufig einen mathematischen Coprozessor, um mathematisch intensive Operationen auszuführen. Infolgedessen musste die primäre CPU diese Aufgaben nicht bewältigen. In den letzten Jahren haben Hardwarehersteller Netzwerkkarten eingeführt, die TCP/IP-bezogene Aufgaben von der CPU entlasten, sowie dedizierte GPUs, die verhindern, dass die CPU eines Systems Ressourcen für das Rendern von Grafiken verschwendet.

Data Processing Units folgen demselben Grundkonzept, jedoch mit einem entscheidenden Unterschied: Die oben besprochenen Offloading-Methoden konzentrieren sich auf Berechnungen, während DPUs darauf abzielen, die Datenbewegung zu optimieren.

Im Gegensatz zu einer GPU, die einem bestimmten Zweck dient, sind Datenverarbeitungseinheiten eher universell einsetzbar. Eine DPU ist typischerweise mit einer Multi-Core-CPU, Hochgeschwindigkeits-Netzwerkschnittstellen, Speicher-Controllern und PCIe-Sockeln ausgestattet. Die DPU verfügt über ein eigenes, vom primären Betriebssystem des Systems getrenntes Betriebssystem. Wenn Administratoren diese Ressourcen mit den nativen Beschleunigern der DPU für Komponenten wie Kryptowährung und Storage kombinieren, wird die Vielseitigkeit einer DPU deutlich.

Die Fungible Data Processing Unit stellt eine Composable Infrastruktur auf einem Chip dar.
Abbildung 1: Die Fungible Data Processing Unit stellt eine Composable Infrastruktur auf einem Chip dar.

Datenverarbeitungseinheiten können Enterprise-Storage unterstützen. Schließen Sie zum Beispiel ein oder mehrere NVMe-Speichergeräte direkt an den PCIe-Bus der DPU an, um Hochgeschwindigkeitszugriff auf diese Geräte zu ermöglichen.

Data Processing Units können auch eine Verbindung zu Remote-Speichergeräten herstellen, die NVMe-oF verwenden. Die DPU kann das entfernte Speichergerät dem System als Standard-NVMe-Speicher präsentieren. Als solche optimiert die DPU die Konnektivität mit dem Remote-Speicher, aber sie verschleiert auch das Remote-Speichergerät. Die DPU präsentiert es als Standard-NVMe-Speicher, den die meisten modernen Betriebssysteme ohne spezielle Treiber verwenden können.

Anbieter wie Nvidia und Fungible sind derzeit führend in der DPU-Entwicklung.

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