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Bluefield-2X-DPU: Nvidia packt ARM-Co-Prozessor auf Grafikkarte

Um Server-CPUs zu entlasten, montiert Nvidia einen ARM-basierten Bluefield-2-Chip der Mellanox-Tochter direkt auf eine Ampere-Grafikkarte.

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Bluefield-2X DPU (l.) auf Ampere-Platine integriert
Bluefield-2X DPU (l.) auf Ampere-Platine integriert (Bild: Nvidia)

Nvidia hat die Bluefield-2X-DPU vorgestellt, eine spezielle Platine für Server. Darauf befinden sich ein Ampere-Grafikchip und besagte Bluefield-2-DPU. Das steht für Data Processing Unit und beschreibt eine Einheit, welche Server-CPUs entlasten soll, indem Netzwerk-, Sicherheits- und Storage-Aufgaben ausgelagert werden. Die Bluefield-DPUs stammen eigentlich von Mellanox, das 2019 von Nvidia übernommen wurde.

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Konkret sitzt auf dem Bluefield-2X-DPU-Board eine GA102-GPU, wie sie von der Geforce RTX 3090/3080 bekannt ist. Nvidia wollte den Chip nicht explizit benennen, die 60 Teraops für künstliche Intelligenz sprechen jedoch klar dafür. Die Ampere-GPU kommuniziert per PCIe Gen4 mit der Bluefield-2-DPU, weshalb beispielsweise in Echtzeit ein eingehender Videostream überwacht werden kann.

Die Bluefield-2-DPU besteht aus acht Cortex-A72-ARM-Kernen samt eigenem DDR4-Speicherinterface und zusätzlichen IP-Blöcken wie zwei VLIW-Engines und 200-GBit/s-Ethernet, zudem wird Infiniband unterstützt. So kann der Chip als Smart-NIC oder als NVMe-Controller agieren, aber auch Kryptographie wie eine AES-Verschlüsselung übernehmen. Nvidia gibt an, so bis zu 125 reguläre x86-Kerne entlasten zu können. Partner wie Canonical, Red Hat sowie VMware setzen bereits auf die Bluefield-2-DPU und die dazugehörige DOCA-Software (Data Center Infrastructure-on-a-Chip Architecture) für ihre Cloud-Systeme.

  • DOCA-Software für DPUs (Bild: Nvidia)
  • Bluefield-2-DPU (Bild: Nvidia)
  • ARM-Kerne und Beschleuniger (Bild: Nvidia)
  • Bluefield-2X-DPU (Bild: Nvidia)
  • Bluefield-Roadmap (Bild: Nvidia)
Bluefield-2X-DPU (Bild: Nvidia)

Nvidias Roadmap für die Bluefield-DPUs sieht vor, dass die Bluefield-2X-DPU kommendes Jahr ausgeliefert wird. 2022 soll dann die Bluefield-3-DPU folgen, welche die Integer-Leistung verfünffacht und die AI-Performance sowie die Ethernet-Geschwindigkeit verdoppelt. Mit der Bluefield-3X-DPU ist erneut eine an einen Ampere-Grafikchip gekoppelte Variante geplant, bevor dann 2023 die Bluefield-4-DPU ansteht. Hier soll die Integer-Leistung verdreifacht werden, zudem scheint es sich um GPU und DPU in einem SoC zu handeln.

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