Artiza Networks Meluncurkan SmartNIC Griffin yang Berbasis Intel Agilex® 7 FPGA dan Open FPGA Stack

Ringkasan Penting

Platform Intel FPGA SmartNIC N6000-PL adalah SmartNIC generasi ketiga Intel, yang menghadirkan konektivitas Ethernet 2x100 Gbps untuk mengakselerasi beban kerja komunikasi dan jaringan. Griffin N6060/61 Artiza Networks adalah solusi kartu berbasis Platform N6000 tingkat produksi terbaru. Dengan menggunakan Platform N6000 dan OFS sebagai titik awal, Artiza Networks menyesuaikan Griffin N6060/61 untuk menggabungkan LE dua kali lebih banyak dibandingkan Platform N6000, yang memungkinkan beban kerja yang lebih besar dan performa yang lebih tinggi.

AFU atau ‘wilayah beban kerja’ dapat dengan mudah diporting dari generasi kartu akselerasi yang dapat diprogram/programmable acceleration card (PAC) Intel sebelumnya tanpa modifikasi khusus, termasuk Intel FPGA PAC D5005 AFU dan Intel FPGA PAC N3000 AFU. Dengan melipatgandakan jumlah LE, kemampuan AFU juga dua kali lipat dibandingkan platform N3000 dan N6000.

Latar belakang dan Tantangan

Artiza Networks adalah pemimpin industri dalam jaringan nirkabel 3G, 4G, dan 5G, termasuk domain jaringan akses radio/radio access network (RAN) dan jaringan inti/core network (CN). Selama lebih dari 20 tahun, Artiza telah berkolaborasi dengan vendor dan operator terkemuka di industri jaringan dalam menguji node RAN dan CN jaringan mobile paling canggih di dunia.

Pada tahun 2021, Intel mengumumkan Platform Intel FPGA SmartNIC N6000-PL terbaru mereka, sebuah platform pengembangan yang didukung oleh Intel Agilex® 7 FPGA Seri F. Platform N6000 menghadirkan peningkatan daya dan performa yang signifikan dibandingkan pendahulunya, Intel FPGA PAC N3000. Platform pengembangan ini bertujuan untuk mendukung beban kerja komunikasi dan jaringan melalui berbagai aplikasi, seperti vRAN, virtual cell site router (vCSR), Cloud Native Contrail Networking (CN2), SMTE ST2110, dan user plane function (UPF). Platform N6000 juga meningkatkan solusi akselerasi Intel FPGA PAC N3000 forward error correction (FEC).

Sumber daya teknik Artiza yang luas, termasuk keahlian dalam pengembangan PCB, FPGA, dan pemrosesan sinyal digital/digital signal processing (DSP) dalam format kabel dan baseband, yang dipadukan dengan kepemimpinan industri mereka, memungkinkan Artiza untuk mengembangkan SmartNIC terbaru mereka, Griffin N6060/61. Griffin N6060/61 adalah turunan Platform Intel FPGA SmartNIC N6000-PL.

Namun, dengan hanya menyediakan kartu, vendor beban kerja yang membeli Griffin N6060/61 harus menanggung beban mengerahkan sumber daya untuk pengembangan beban kerja FPGA. Alur kerja ini akan melibatkan pengembangan perangkat keras dan perangkat lunak, mulai dari sintesis perangkat keras, kompilasi, routing, dan peningkatan waktu hingga orkestrasi/virtualisasi dan pengembangan driver perangkat lunak. Ini adalah siklus pengembangan panjang yang biasanya memerlukan waktu 9 – 12 bulan.

Solusi

Untuk memudahkan proses pengembangan board FPGA kustom dan tantangan vendor beban kerja berikutnya yang pada akhirnya akan membeli board mereka, Artiza Networks mengadopsi OFS.

OFS adalah infrastruktur sumber terbuka yang bertujuan untuk mengurangi waktu pengembangan board dan beban kerja yang berbasis FPGA kustom. OFS adalah alat dasar utama yang memungkinkan developer FPGA untuk mempercepat dan menstandarisasi pengembangan ini dengan memberikan infrastruktur yang sepenuhnya sumber terbuka dengan perangkat keras referensi. Infrastruktur OFS mencakup FPGA Interface Manager (FIM), yang biasa disebut ‘shell’, dan wilayah AFU yang dikhususkan untuk pengembangan beban kerja. Menggunakan OFS, board – atau developer FIM – dapat memanfaatkan infrastruktur sumber terbuka – atau base FIM – untuk dengan cepat mengembangkan FIM yang disesuaikan dan dikustomisasi untuk board mereka berdasarkan aplikasi atau industri target.

Dengan mengikuti alur kerja OFS, Artiza Networks mewarisi infrastruktur perangkat keras dan perangkat lunak sumber terbuka yang berfungsi sebagai titik awal untuk pengembangan kustom mereka, yang secara signifikan mengurangi waktu ke pasar. Semua kode sumber dan dokumentasi teknis yang ditujukan untuk pengembangan berbasis Intel Agilex FPGA divalidasi dan diuji pada Platform Intel FPGA SmartNIC N6000-PL yang dimanfaatkan oleh Artiza. Ini berarti bahwa dengan langsung menggunakan OFS maka developer segera memiliki akses ke kerangka kerja awal – cangkang FPGA yang ditutup dengan waktu yang siap untuk dikompilasi, menjalankan host latihan, firmware/RTL, koneksi perangkat lunak dan perangkat keras yang berjalan, bandwidth, serta informasi pemantauan board. Setelah dipasang, server dapat segera memeriksa status dan fungsionalitas kartu.

Manfaat lain dari OFS adalah bahwa vendor beban kerja kini memiliki pustaka driver perangkat lunak yang menghubungkan FPGA ke lapisan aplikasi. Hal ini membebaskan Artiza Networks dari kebutuhan untuk mengembangkan desain sampel FPGA mereka sendiri. Hal ini juga memastikan vendor beban kerja dapat berkonsentrasi pada pengembangan RTL tanpa secara signifikan mengubah cangkang FPGA, I/O, atau memori.

Hasil

Kartu sampel Griffin N6060/N6061 mulai dikirimkan pada bulan Juni 2023 di Jepang, Amerika Serikat, Tiongkok, India, dan Finlandia. Kartu tersebut, dengan slot FH3/4L, memiliki ukuran yang sama dengan profil GPU dan dapat dipasang di server dengan PCIe 4.0 x16. Karena kartu menggunakan konektor ATX 8 pin yang sama seperti GPU, kartu ini juga dapat dipasang di server, alih-alih di GPU.

Artiza Networks berencana untuk terus memasok kartu Griffin N6060/N6061 setidaknya selama tujuh tahun. Mereka juga berniat untuk terus mengembangkan SmartNIC yang berbasis PCIe setelah Griffin. Griffin N6060/N6061 menargetkan aplikasi jaringan MEC, NFV, dan vRAN.

Cara Memulai dengan Akselerasi FPGA Menggunakan OFS

Developer FPGA dapat memanfaatkan SmartNIC Griffin N6060/N6061 yang didukung oleh OFS dari Artiza Network serta menggunakan dokumentasi sumber terbuka dan kode sumber untuk mulai membangun beban kerja kustom mereka.

Tabel berikut menguraikan cara developer dapat memulai pengembangan beban kerja berbasis FPGA menggunakan board akselerasi Artiza Network.