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فارسی SmartNIC y DPU: óptica en adaptadores programables
Una unidad de procesamiento de datos (DPU) o SmartNIC es una NIC con sus propios procesadores, memoria y sistema operativo, situada entre el bus PCIe del servidor y la red. Para la óptica nada cambia en la jaula —los mismos módulos y cables QSFP56/QSFP112/OSFP— pero la entidad que lee el módulo, aplica la política y configura la velocidad y el FEC es ahora un pequeño ordenador en la tarjeta, que a menudo ejecuta Linux o una pila al estilo SONiC. Esta página enumera las familias de DPU actuales y sus puertos, explica dónde vive la gestión de módulos, y cubre las consecuencias específicas de la óptica: potencia, refrigeración, jaulas twin-port y fabrics de back-end para IA.
Familias y puertos
| Familia | Generación | Puertos | Jaulas | PCIe del host | Núcleos |
|---|---|---|---|---|---|
| Nvidia BlueField-2 | 2020 | 2 × 25/100G o 1 × 200G | SFP56 / QSFP56 | Gen 4 x16 | 8 × Arm A72 |
| Nvidia BlueField-3 | 2023 | 2 × 200G o 1 × 400G; variantes SuperNIC 400G | QSFP112 / OSFP | Gen 5 x16 | 16 × Arm A78 |
| Nvidia ConnectX-8 SuperNIC | 2024–25 | 1 × 800G o 2 × 400G | OSFP (twin-port) / QSFP112 | Gen 6 x16 | (NIC + programabilidad limitada) |
| AMD Pensando Elba / Giglio / Salina (400) | 2021–25 | 2 × 100/200G; 2 × 400G | QSFP56 / QSFP112 | Gen 4/5 x16 | 16 × Arm A72/N1 + canalización P4 |
| Intel IPU E2000 (Mount Evans) | 2022 | 2 × 100G (200G en total) | QSFP28/56 | Gen 4 x16 | 16 × Arm N1 + P4 |
| Marvell Octeon 10 DPU | 2022 | hasta 400G agregados | QSFP-DD | Gen 5 | Arm N2 |
| Microsoft/Fungible, Napatech, Xilinx Alveo SN1000 | varias | 2 × 100G | QSFP28 | — | FPGA / MIPS |
Las jaulas de puerto y las velocidades siguen las mismas reglas que en las NIC normales (Puertos de NIC y PCIe).
Dónde vive la gestión de módulos
| Modo | Quién lee el módulo | Herramientas |
|---|---|---|
| Modo integrado / DPU (el lado Arm es dueño de los puertos) | el propio sistema operativo de la DPU (Ubuntu/DOCA, SONiC-DASH, Linux del fabricante) a través de su driver | ethtool -m, mlxlink en el lado Arm; el host solo ve funciones virtuales |
| Modo host/NIC separado | driver del host, como en una ConnectX | ethtool, mlxlink del host (Herramientas de NIC) |
| Modo restringido | la DPU controla, el host no puede cambiar los ajustes de enlace | política aplicada en la DPU |
Consecuencias: el firmware y los ajustes de enlace (velocidad, FEC, breakout) se configuran en la DPU (mlxconfig, herramientas DOCA, penctl de Pensando) y sobreviven a los reinicios del host; un módulo rechazado o degradado por la DPU es invisible para el administrador del host hasta que se leen los registros de la DPU. La política de módulos en sí es permisiva en Nvidia y AMD (analiza cualquier EEPROM), como en sus NIC (Compatibilidad de óptica en NICs).
Potencia y refrigeración
| Elemento | Realidad en la DPU |
|---|---|
| Potencia de la tarjeta | 75–150 W (BlueField-3 ~150 W con conector auxiliar) — la tarjeta en sí está más caliente que cualquier módulo que lleve |
| Presupuesto de la jaula | jaulas QSFP112/OSFP dimensionadas para módulos de 15–20 W; verificar la ficha técnica de la tarjeta |
| Flujo de aire | las tarjetas de altura completa en servidores GPU comparten un pasillo caliente con las GPU; una temperatura DDM del módulo de 60–70 °C es normal, alarmas a partir de 75 (Grados de temperatura) |
| OSFP twin-port | una jaula OSFP lleva 2 × 400G; el módulo (o el DAC/AOC twin-port) es un único dispositivo de clase 800G con su propio disipador (OSFP) |
| Elección de óptica | DAC cuando el ToR está a menos de 2 m, si no AOC o DR/FR de 400G/800G; las variantes LPO reducen la potencia del módulo en enlaces cortos (Potencia y consumo) |
Fabrics de back-end para IA
En los clústeres de GPU, una DPU o SuperNIC por GPU se conecta al fabric de back-end optimizado por rail, InfiniBand o Ethernet RoCE (Fabrics de GPU):
| Enlace | Óptica típica |
|---|---|
| IB NDR 400G por GPU | OSFP twin-port 2 × 400G; DAC/ACC ≤ 3 m hasta el leaf de rail, AOC 3–50 m, óptica DR4/SR4 más allá (Cables IB) |
| IB XDR 800G / Ethernet 800G por GPU | OSFP 800G twin-port, 2 × DR4 o SR8 |
| Front-end / almacenamiento | puertos independientes de 100/200G en la DPU o una segunda NIC |
La identidad y longitud del cable las valida el fabric manager; las versiones de firmware de los módulos forman parte de la lista de materiales calificada del clúster (Cableado de un clúster de IA, Fiabilidad y monitorización del enlace).
SONiC y P4 en la tarjeta
Las DPU que ejecutan SONiC-DASH o canalizaciones P4 tratan sus puertos como un pequeño conmutador: el breakout de puertos, el FEC y la velocidad se fijan en la base de datos de configuración de la DPU, y la EEPROM del transceptor aparece bajo los mismos comandos show interfaces transceiver que en un conmutador SONiC (Panorama de los NOS). El comportamiento hacia los módulos de terceros es el del complemento de la plataforma — permisivo.
En CodingBox
Un módulo destinado a una DPU se califica igual que uno para un conmutador o una NIC: factor de forma y conformidad (QSFP112/OSFP, aplicaciones 400G/800G en CMIS), clase de potencia frente a la jaula, y versión de firmware para la lista de materiales del clúster — todo legible en el banco antes de instalar la tarjeta (Check transceiver, CMIS).