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Bahasa Melayu SmartNICs e DPUs: óptica em adaptadores programáveis
Uma unidade de processamento de dados (DPU) ou SmartNIC é uma NIC com processadores, memória e sistema operacional próprios, situada entre o barramento PCIe do servidor e a rede. Para as ópticas, nada muda na gaiola (cage) — os mesmos módulos e cabos QSFP56/QSFP112/OSFP — mas a entidade que lê o módulo, aplica a política e configura velocidade e FEC agora é um pequeno computador na placa, geralmente rodando um Linux ou uma pilha do tipo SONiC. Esta página lista as famílias de DPU atuais e suas portas, explica onde mora o gerenciamento de módulo, e cobre as consequências específicas de óptica: energia, refrigeração, gaiolas (cage) de porta dupla e fabrics de back-end de IA.
Famílias e portas
| Família | Geração | Portas | Gaiolas (cage) | PCIe do host | Núcleos |
|---|---|---|---|---|---|
| Nvidia BlueField-2 | 2020 | 2 × 25/100G ou 1 × 200G | SFP56 / QSFP56 | Gen 4 x16 | 8 × Arm A72 |
| Nvidia BlueField-3 | 2023 | 2 × 200G ou 1 × 400G; variantes SuperNIC 400G | QSFP112 / OSFP | Gen 5 x16 | 16 × Arm A78 |
| Nvidia ConnectX-8 SuperNIC | 2024–25 | 1 × 800G ou 2 × 400G | OSFP (porta dupla) / QSFP112 | Gen 6 x16 | (NIC + programabilidade limitada) |
| AMD Pensando Elba / Giglio / Salina (400) | 2021–25 | 2 × 100/200G; 2 × 400G | QSFP56 / QSFP112 | Gen 4/5 x16 | 16 × Arm A72/N1 + pipeline P4 |
| Intel IPU E2000 (Mount Evans) | 2022 | 2 × 100G (200G total) | QSFP28/56 | Gen 4 x16 | 16 × Arm N1 + P4 |
| Marvell Octeon 10 DPU | 2022 | até 400G agregado | QSFP-DD | Gen 5 | Arm N2 |
| Microsoft/Fungible, Napatech, Xilinx Alveo SN1000 | vários | 2 × 100G | QSFP28 | — | FPGA / MIPS |
Gaiolas (cage) de porta e velocidades seguem as mesmas regras das NICs comuns (Portas de NIC e PCIe).
Onde mora o gerenciamento de módulo
| Modo | Quem lê o módulo | Ferramentas |
|---|---|---|
| Modo embarcado / DPU (o lado Arm é dono das portas) | o próprio SO da DPU (Ubuntu/DOCA, SONiC-DASH, Linux do fabricante) via seu driver | ethtool -m, mlxlink no lado Arm; o host só vê funções virtuais |
| Modo host/NIC separados | driver do host, como numa ConnectX | ethtool, mlxlink do host (Ferramentas de NIC) |
| Modo restrito | a DPU controla, o host não pode mudar as configurações de enlace | política aplicada na DPU |
Consequências: o firmware e as configurações de enlace (velocidade, FEC, breakout) são configurados na DPU (mlxconfig, ferramentas DOCA, penctl da Pensando) e sobrevivem a reboots do host; um módulo rejeitado ou rebaixado pela DPU fica invisível para o administrador do host até que os logs da DPU sejam lidos. A política de módulos em si é permissiva na Nvidia e na AMD (interpreta qualquer EEPROM), como em suas NICs (Compatibilidade de ópticas em NICs).
Energia e refrigeração
| Item | Realidade na DPU |
|---|---|
| Potência da placa | 75–150 W (BlueField-3 ~150 W com conector auxiliar): a própria placa é mais quente do que qualquer módulo nela |
| Orçamento de gaiola (cage) | gaiolas (cage) QSFP112/OSFP dimensionadas para módulos de 15–20 W; verificar a especificação da placa |
| Ventilação | placas full-height em servidores de GPU compartilham um corredor quente com as GPUs; temperatura de DDM do módulo de 60–70 °C é normal, alarmes a partir de 75+ (Classes de temperatura) |
| OSFP de porta dupla | uma gaiola (cage) OSFP carrega 2 × 400G; o módulo (ou DAC/AOC de porta dupla) é um único dispositivo classe 800G com seu próprio dissipador de calor (OSFP) |
| Escolha de óptica | DAC quando o ToR está a até 2 m, senão AOC ou 400G/800G DR/FR; variantes LPO reduzem a potência do módulo em enlaces curtos (Potência e consumo) |
Fabrics de back-end de IA
Em clusters de GPU, uma DPU ou SuperNIC por GPU conecta à fabric de back-end otimizada por rail, InfiniBand ou Ethernet RoCE (Fabrics de GPU):
| Enlace | Óptica típica |
|---|---|
| IB NDR 400G por GPU | OSFP de porta dupla 2 × 400G; DAC/ACC ≤ 3 m até o leaf de rail, AOC 3–50 m, ópticas DR4/SR4 além disso (Cabos IB) |
| IB XDR 800G / Ethernet 800G por GPU | OSFP 800G de porta dupla, 2 × DR4 ou SR8 |
| Front-end / armazenamento | portas separadas de 100/200G na DPU ou numa segunda NIC |
A identidade e o comprimento do cabo são validados pelo fabric manager; as versões de firmware do módulo fazem parte da lista de materiais qualificada do cluster (Cabeamento de um cluster de IA, Confiabilidade e monitoramento de enlace).
SONiC e P4 na placa
DPUs rodando SONiC-DASH ou pipelines P4 tratam suas portas como um pequeno switch: o breakout de porta, o FEC e a velocidade são definidos no banco de configuração da DPU, e a EEPROM do transceptor aparece sob os mesmos comandos show interfaces transceiver que num switch SONiC (Panorama de NOS). O comportamento em relação a módulos de terceiros é o do plugin da plataforma: permissivo.
No CodingBox
Um módulo destinado a uma DPU é qualificado como um para switch ou NIC: fator de forma e conformidade (aplicações QSFP112/OSFP, 400G/800G no CMIS), classe de potência frente à gaiola (cage), e versão de firmware para a lista de materiais do cluster, tudo legível na bancada antes de a placa ser instalada (Check transceiver, CMIS).