מארוול השיקה שבב ה-DPU הראשון בעולם בטכנולוגיית 5 ננומטר

חברת מארוול (Marvell) חשפה את מעבד ה-DPU החדש שלה, OCTEON 10, אשר ייוצר בתהליך של 5 ננומטר. להערכת החברה זהו מעבד ה-DPU הראשון בתעשייה המיוצר בטכנולוגיה הזו. הרכיב מתוכנן לצאת לשוק לפני סוף 2021, ולשמש כמאיץ ומווסת עומסי תקשורת במרכזי נתונים גדולים, חוות שרתים, מרכזי ענן ובליבות הניהול של תשתיות רשתות הדור החמישי (5G). המושג מעבדי Data Processing Unit – DPU מייצג קטגוריה חדשה וצומחת בתחום העיבוד.

שתי קטגוריות העיבוד המרכזיות כיום הן מעבדי CPU כלליים ומעבדי GPU המשמשים לעיבוד מקבילי מהיר במרכזי הנתונים. מעבדי DPU הינם שבב גדול במתכונת של מערכת על-שבב (SoC), אשר מיועד לנהל את מטלות התקשורת, ניהול התקשורת ומשימות ייעודיות דוגמת הצפנה ופיענוח במרכזי נתונים, כדי לשחרר את משאבי ה-CPU וה-GPU מהצורך לטפל במטלות האלה.

בדרך-כלל ה-DPU מבוסס על שלושה מרכיבים מרכזיים: מעבד CPU סטנדרטי (למשל ARM) שניתן לשלוט בו באמצעות תוכנה, ממשקי תקשורת מהירים, וחבילה של מאיצים ייעודיים למטלות מוגדרות, למשל אבטחה, הצפנה, בדיקת איכות הקבצים וכדומה. חברת מלאנוקס הישראלית (כיום אנבידיה), הייתה מהחלוצות בתחום הזה ומהחברות שסייעו לבצע את המעבר מכרטיסי תקשורת חכמים (SmartNIC) לכרטיסי ניהול תקשורת מבוססי DPU.

סמסונג תשתמש ב-OCTEON 10 לפיתוח תשתיות 5G

חברת מארוול מסרה שהמעבד החדש הוא בעל ביצועים חזקים פי שלושה וצורך כמחצית מההספק בהשוואה למעבדי OCTEON מהדור הקודם. המעבד כולל מעבדי Arm Neoverse N2, ומאיצי חומרה ייעודיים לבינה מלאכותית ולמידת מכונה (AI/ML). הוא כולל גם מתג מהיר של 1 Terabit, ממשקי תקשורת להעברת נתונים בקצב של עד 400Gbps ומאיץ חומרה וקטורי לעיבוד חבילות המידע המגיעות אליו (Vector Packet Processing). חברת סמסונג הודיעה שהיא תשתמש ברכיב החדש לפיתוח פתרונות 5G.

ערכת פיתוח התוכנה של OCTEON 10 מבוססת על פלטפורמה פתוחה הנמצאת בשימוש משתמשי Arm, ותומכת בניהול רשתות, אבטחה, שרתי אחסון, DPDK ו-VPP ובווירטואליזציה וקונטיינרים. למרכז הפיתוח של מארוול בישראל היה תפקיד משמעותי בפיתוח המעבד החדש. בפיתוח השתתפו עובדי קבוצת המעבדים שחלקה נמצא בישראל, ועובדי קבוצת הנתבים הממוקמת ברובה בישראל. קבוצת המעבדים בישראל תרמה לפיתוח ליבת המעבד ושיפרה את יכולות ה-DDR ועיבוד הרשת של המעבד. הנתב החדש שהוטמע במעבד פותח כולו בישראל.

לדברי מנהל פיתוח חומרת מעבדים במארוול ישראל, יוסי לוי, "זהו מעבד ה-DPU מהדור השני של מארוול, אשר מציב את החברה במעמד של מובילה בתחום״. מארוול ישראל נחשבת לאחת מהחברות הגדולות בארץ לפיתוח שבבים ללא ייצור (Fabless). היא פועלת בארץ משני אתרי פיתוח, בפתח תקווה וביוקנעם, ומעסיקה כ-600 עובדים. המרכז הישראלי עוסק בפיתוח השבבים לתחום הנטוורקינג, שהוא מנוע הצמיחה המרכזי של Marvell העולמית, מערכות מיתוג (Switching) למרכזי נתונים וחוות ענן ומעכרכות על-גבי שבב (SoC) למגוון יישומים.

אנבידיה חשפה מעבד CPU למרכזי נתונים ושבב DPU שפותח בישראל

בתמונה למעלה: שבב BlueField 3 DPU שפותח בישראל. 22 מיליארד טרנזיסטורים

באירוע הפתיחה של כנס הבינה המלאכותית GTC21 של החברה, חשף היום מנכ"ל ומייסד אנבידיה (NVIDIA), ג'נסן וואנג, את המעבד NVIDIA Grace, שהוא מעבד ה-CPU הראשון של החברה למרכזי נתונים גדולים. במקביל, הוא הכריז על שבב הענק שפותח בישראל, BlueField 3 DPU, שנועד להאיץ את התקשורת בתוך מרכזי הנתונים ובין המעבדים במרכז המחשוב. המעבד NVIDIA Grace הוא מעבד ה-CPU הראשון שאנבידיה פיתחה עבור מרכזי נתונים. הוא מיועד לשימוש במחשבים המבצעים חישובי בינה מלאכותית מורכבים ולמחשבי על (High Performance Computing).

המעבד מבוסס על מערך ליבות של ARM ומיועד לתפעל מעבדי GPU, כדי להריץ מודלים גדולים מאוד הכוללים עד טריליון פרמטרים. הוא נקרא על שמה של חלוצת המחשוב האמריקאית, גרייס הופר (Hopper), אשר הייתה חברה בצוות שפיתח את המחשב המסחרי הראשון UNIVAC. התרומה החשובה ביותר שלה לעולם התוכנה הייתה פיתוח המהדר הראשון בעולם, לאחר שהגיעה למסקנה שצריך לכתוב תוכנות בשפה טקסטואלית ולא בקוד מכונה. המהלך הביא לפיתוח שפת התכנות COBOL.

אנבידיה דיווחה שהמעבד כבר נבחר על-ידי מעבדת מחשוב העל השווייצרית CSCS, אשר הזמינה את המחשב Alps אשר ייבנה עבורה על-ידי HP ואנבידיה. גם מעבדת האנרגיה הלאומית בלוס אלאמוס החליטה לבנות מחשב המבוסס על מעבדי Grace. מדובר במחוייבות אסטרטגית של אנבידיה לתמיכה בארכיטקטורת ARM, אשר צפויה להתעצם במידה ותאושר הצעתה של אנבידיה לרכוש את חברת ARM הבריטית תמורת כ-40 מיליארד דולר.

מעבד Grace של אנבידיה. מחוייבות עמוקה לארכיטקטורה של חברת ARM
מעבד Grace של אנבידיה. מחוייבות עמוקה לארכיטקטורה של חברת ARM

אנבידיה גם הכריזה על הדור הבא של יחידת העיבוד למרכזי נתונים (DPU) ממשפחת BlueField של מלאנוקס לשעבר. הרכיב החדש, BlueField 3 DPU, הוא שבב ענק המכיל 22 מיליארד טרנזיסטורים ומשחרר את המעבדים העיקריים במרכז הנתונים מטיפול במטלות כגון אבטחה, קריפטוגרפיה, אחסון, ניהול ותקשורת. השבב מבוסס על 16 ליבות  ARM Cortex-A78, הוא תומך ב-PCIe מהדור החמישי ומספק קצב העברת נתונים של 400Gbp/s – פי 10 מהדור הקודם שלו.

לדברי סגן נשיא בכיר למחשוב על וקישוריות באנבידיה העולמית, גלעד שיינר, כיום מעסיקה אנבידיה כ-2,400 עובדים בישראל. שיינר: "רוב עובדי מלאנוקס נשארו באנבידיה ולוקחים חלק בפעילויות המרכזיות של החברה. ה-DPU שלנו מאפשר להוסיף יכולות אבטחה ומהירות ונכנס להרבה מערכות של אנבידיה. אנחנו ממשיכים לגדול ולחפש עובדים טובים".