「スマートNIC」入門 CPUに代わる「DPU」「IPU」で理解するスマートNICによるプロセッサの負荷分散【第1回】

プロセッサ分野ではCPUからGPUへの分業が進むだけではなく、プロセッサを搭載する「スマートNIC」の活用が進む兆しが見えている。CPU代替のプロセッサが台頭する理由や、スマートNICの理解に不可欠なポイントは。

2022年06月24日 05時00分 公開
[Saqib JangTechTarget]

関連キーワード

CPU | ネットワーク | サーバ


 NIC(ネットワークインタフェースカード)の帯域幅はかつての10Mbpsから100Gbps、400Gbpsへと拡大し、サーバの通信速度を高速化させてきた。その進化系として「スマートNIC」が登場した。スマートNICはCPUの役割を肩代わりするプロセッサを搭載する。

 CPUの役割が多様化しその負担が大きくなる中、その課題を解消するハードウェアとしてスマートNICや、CPUに代わるプロセッサの利用が広がる可能性がある。まず強調しておくべき点は、スマートNICは単なるNICではないことだ。

「スマートNIC」の重要な役割とは? 台頭する「DPU」「IPU」で理解する

 一般的に、スマートNICはストレージやネットワーク、セキュリティに関する処理をCPUからオフロードする。CPUの負荷はその分軽くなり、CPUは重要な仕事に専念できるようになる。スマートNICの代表的な用途としては、

  • パケットキャプチャー(分析を目的とした通信データ採取)
  • ネットワークの管理・可視化
  • テレメトリー(システム稼働データの収集と監視)

などがある。

 コストとメリットのトレードオフが、スマートNIC利用時の基本だ。CPUを重要な仕事に集中させるためにスマートNICのメリットを最大限引き出したいのであれば、その分コストは高くなる可能性がある。

 近年は通信データの処理に特化した新しいプロセッサが台頭した。それはスマートNICのプロセッサであり、スマートNICの登場と切り離せない関係にある。そのプロセッサを、CPUベンダーは

  • DPU(データ処理装置)
  • IPU(インフラ処理装置)

などと呼んでいる。汎用(はんよう)の演算処理をCPUが担い、高負荷の演算処理をGPU(グラフィックス処理装置)が担うのと同じように、プロセッサ分野の分業が進んでいるのだ。

スマートNICの選択

 データセンターにスマートNICを導入する際は、製品のメリットを吟味して選定する必要がある。スマートNICは製品によって機能や帯域幅、価格が大きく異なるためだ。CPUのオフロードしたい仕事や、利用するアプリケーションの特性を踏まえて適切なスマートNICを選択しよう。さまざまな用途や活用法を想定した新世代のスマートNICが登場している。例えば以下の通りだ。

  • OEM(相手先ブランド製造)ベンダーなど、各種ハードウェアを統合して提供する事業者向けのスマートNIC
  • ネットワークやセキュリティの特定機能を迅速に導入できる、プログラムの書き換え可能な集積回路「FPGA」(Field Programmable Gate Array)搭載のスマートNIC
  • 企業やクラウドサービス事業者のデータセンターにおけるストレージ、ネットワーク、セキュリティの処理を担うDPU搭載のスマートNIC

 第2回以降は、スマートNICのベンダー3社の製品をそれぞれ具体的に紹介する。

TechTarget発 先取りITトレンド

米国TechTargetの豊富な記事の中から、最新技術解説や注目分野の製品比較、海外企業のIT製品導入事例などを厳選してお届けします。

ITmedia マーケティング新着記事

news075.png

Z世代の告白手段は「直接」が大多数 理由は?
好きな人に思いを伝える手段として最も多く選ばれるのは「直接」。理由として多くの人は...

news100.jpg

日本はなぜ「世界の旅行者が再訪したい国・地域」のトップになったのか 5つの視点で理由を解き明かす
電通は独自調査で、日本が「観光目的で再訪したい国・地域」のトップとなった要因を「期...

news023.jpg

誰も見ていないテレビ番組にお金を払って露出する意味はあるのか?
無名のわが社でもお金を出せばテレビに出してもらえる? 今回は、広報担当者を惑わせる...