Ổ đĩa hiện hành xử lý khối lượng công việc gần hơn với điểm xuất phát dữ liệu tạo ra các yêu cầu đối với điện toán biên. Mang lại hiệu năng và bảo mật trong khi đáp ứng các hạn chế về nguồn và không gian là chìa khóa để tận dụng tối đa các mô hình sử dụng biên mạng vì các lợi ích như độ trễ thấp và giảm chi phí cho băng thông backhaul. Các cấu trúc hệ thống nâng cao được tối ưu hóa cho điện toán biên và các môi trường phân tán khác đang cho phép đẩy các tài nguyên của trung tâm dữ liệu ra bên ngoài, để triển khai và các tình huống sử dụng như:
- Nối mạng, bao gồm cổng và bộ định tuyến, thiết bị bảo mật và lưu trữ
- Cấu trúc liên kết 5G, bao gồm cả cấu trúc C-RAN và D-RAN
- Bảo mật, bao gồm Secure Access Service Edge (SASE)
- IoT, bao gồm các hoạt động thông minh
Thời đại triển khai các thiết bị chức năng cố định để thực hiện những vai trò này đã qua. Các hệ thống tiêu chuẩn mở, mục đích chung dựa trên cấu trúc Intel cung cấp nền tảng linh hoạt, hiệu quả về chi phí cho biên thế hệ tiếp theo, gồm cả trí tuệ nhân tạo (AI) trong các thiết bị biên.
Giới thiệu Bộ xử lý Intel® Xeon® D-2700 và D-1700
Các bộ xử lý Intel® Xeon® D-2700 và D-1700 được thiết kế để cung cấp khả năng điện toán dày đặc ở biên, cân bằng giữa thông lượng điện toán cao với công suất thoát nhiệt thấp (TDP). Hiệu năng trên mỗi lõi cao, các tính năng bảo mật nâng cao và tăng tốc phần cứng tích hợp cho mã hóa, AI và nén hỗ trợ các yêu cầu về khối lượng công việc khắt khe trong một nền tảng được tối ưu hóa về mật độ. Thiết kế tích hợp cao được đóng gói dưới dạng hệ thống trên chip (SoC) dựa trên gói mảng lưới bóng (BGA) để dễ dàng
thiết kế và tiết kiệm điện năng.
Thiết kế tích hợp cao rất phù hợp với việc phát triển các giải pháp nhỏ gọn để triển khai nhắm mục tiêu đến các môi trường trong nhà, ngoài trời và môi trường nhiều va chạm, được bổ sung phạm vi nhiệt độ vận hành mới được mở rộng. SoC cũng hoàn toàn tương thích với phần mềm và API trên các thế hệ bộ xử lý Intel Xeon trước đây, cũng như các giải pháp và cấu trúc khác của Intel. Kết quả là dễ dàng thiết kế, phát triển và tích hợp vào các giải pháp Intel hiện có cho phép tổng chi phí sở hữu thấp và ra mắt nhanh chóng cho các dịch vụ sản phẩm cập nhật.
Hiệu năng điện toán
Các giải pháp được hưởng lợi từ một loạt các công nghệ phần cứng được tích hợp trong các bộ xử lý Intel® Xeon® D-2700 và D-1700 để tăng tốc khối lượng công việc, bao gồm:
- Intel® Deep Learning Boost (Intel® DL Boost) tăng tốc khối lượng công việc AI bằng cách loại bỏ độ chính xác không cần thiết trong các phép tính để có thể hoàn thành nhanh hơn.
- Intel® AES New Instructions (Intel® AES-NI) tăng tốc các phần sử dụng nhiều tài nguyên của thuật toán mã hóa AES trong phần cứng.
- Intel® Advanced Vector Extensions 512 (Intel® AVX-512) tăng hiệu năng cho các yêu cầu khắt khe như khối lượng công việc AI và 5G với các phép tính vectơ 512-bit siêu rộng hoạt động trên nhiều dữ liệu hơn trên mỗi chu kỳ xung nhịp so với các công nghệ tiền nhiệm.
- Intel® QuickAssist Technology (Intel® QAT) với hỗ trợ IPSec nội tuyến giúp tăng tốc mã hóa và nén; nền tảng này có khả năng đẩy mã hóa lên tới 100 Gbps và nén 70 Gbps. Khả năng mã hóa cũng bao gồm IPSec nội tuyến, cho phép khách hàng giải phóng các lõi điện toán quý giá cho các ứng dụng khác.
Cải tiến bảo mật dựa trên phần cứng
Ngoài khả năng tăng tốc mã hóa từ Intel AES-NI và Intel QAT, các bộ xử lý Intel® Xeon® D-2700 và D-1700 cung cấp cho các nhà sản xuất giải pháp các tính năng bảo mật tiên tiến được tích hợp trong phần cứng bao gồm:
- Intel® Software Guard Extensions (Intel® SGX) bảo vệ dữ liệu trong khi sử dụng bằng cách tạo các vùng bộ nhớ riêng, cô lập được gọi là các vùng thực thi an toàn, nơi dữ liệu không được mã hóa có thể được vận hành, ngoài tầm với của phần mềm và người dùng, bất kể cấp ưu tiên của họ.
- Mã hóa Bộ nhớ hỗ trợ phần mềm hiện có mà không cần sửa đổi trong khi mật mã bảo vệ bộ nhớ khỏi các cuộc tấn công phần cứng bằng cách sử dụng tiêu chuẩn mã hóa NIST AES XTS với các khóa được tạo phần cứng từ bộ tạo số ngẫu nhiên cứng được triển khai bằng silicon.
Kết nối Ethernet Tích hợp Nâng cao
Ethernet tích hợp cung cấp thông lượng lên đến 100 Gbps, với các tùy chọn kết nối cung cấp các liên kết từ 1GbE đến 100GbE. Đối với mạng lưu trữ, nền tảng SoC cung cấp tính năng Truy cập Bộ nhớ Trực tiếp Từ xa (RDMA) để truyền bộ nhớ giữa các hệ thống bỏ qua hệ điều hành, tăng thông lượng và giảm chi phí cũng như độ trễ của bộ xử lý. Các khả năng của RDMA bao gồm hỗ trợ cho cả Internet Wide Area RDMA Protocol (iWARP) và RoCEv2 (RDMA qua Converged Enhanced Ethernet). Tính linh hoạt của các giao thức truyền tải này hỗ trợ các cấu trúc liên kết được lựa chọn cho các kiến trúc sư lưu trữ.
NIC tích hợp hỗ trợ Cá nhân hóa thiết bị động (DDP) để cung cấp đa cấu hình mà mỗi cấu hình chỉ định tối ưu hóa và các tham số xử lý gói cho các loại lưu lượng cụ thể, để tăng thông lượng và ưu tiên lưu lượng. Application Device Queues (ADQ) cho phép các ứng dụng cụ thể đặt trước bất kỳ số lượng hàng đợi phần cứng Ethernet chuyên dụng nào, giúp đảm bảo hiệu suất có thể dự đoán được.
Chức năng Ethernet tích hợp cũng bao gồm một linh kiện Bộ xử lý gói nâng cao được gọi là Network Acceleration Complex (NAC). NAC là bước tiếp theo trong sự phát triển của quá trình xử lý gói và tăng tốc chuyển mạch; nó tích hợp những điều sau:
- Giao diện mạng với bộ lập lịch nâng cao cung cấp thông lượng máy chủ lên đến 100 Gbps
- Bộ xử lý gói linh hoạt và bộ chuyển mạch tăng tốc xử lý gói nội tuyến
- Kết nối linh hoạt lên đến tám cổng ở tốc độ 25, 10 hoặc 1 Gbps
Tính linh hoạt khi triển khai: Một cấu trúc, hai gói tùy chọn
Để mở rộng phạm vi mô hình sử dụng, SoC Intel Xeon sẵn có hai gói riêng biệt: bộ xử lý Intel® Xeon® D-2700 số lõi cao, được tối ưu hóa cho hiệu năng, và bộ xử lý Intel® Xeon® D-1700, được tối ưu hóa cho chi phí và điện năng tiêu thụ. Hai tùy chọn cung cấp sự linh hoạt trong việc triển khai mạng và điện toán mật độ cao cho các mô hình sử dụng khác nhau.
Gói nâng cao (Số lượng lõi cao): Bộ xử lý Intel® Xeon® D-2700
Với 4–20 lõi, gói SoC nâng cao dựa trên bộ xử lý Intel® Xeon® D-2700 phù hợp với các khối lượng công việc đòi hỏi khắt khe, chẳng hạn như xử lý thông lượng mặt phẳng dữ liệu cao. Nó hoạt động ở mức TDP cao hơn bộ xử lý Intel® Xeon® D-1700 và có hiệu năng và dung lượng bộ nhớ cao hơn, nhiều làn PCI Express hơn, mã hóa và nén băng thông cao hơn thông qua bộ gia tốc Intel QAT. Ngoài ra, bộ xử lý Intel® Xeon® D-2700 có hỗ trợ NAC với IPSec nội tuyến.
Gói tiêu chuẩn (Số lượng lõi thấp): Bộ xử lý Intel® Xeon® D-1700
Trang bị 2–10 lõi tùy thuộc vào SKU cụ thể, gói SoC tiêu chuẩn dựa trên bộ xử lý Intel® Xeon® D-1700 thường được triển khai cho các chức năng mặt phẳng điều khiển, cũng như cho các mục đích sử dụng thông lượng thấp hơn như thiết bị đặt tại cơ sở của khách hàng.
Đường dẫn nâng cấp từ Bộ xử lý Intel® Xeon® D trước đây
Bộ xử lý Intel® Xeon® D-2700 là sự kế thừa của bộ xử lý Intel® Xeon® D-2100, trong khi bộ xử lý Intel® Xeon® D-1700 thay thế bộ xử lý Intel® Xeon® D 1500 và D-1600. Trong mọi trường hợp, các bản nâng cấp cung cấp những cải tiến đáng kể, cân bằng, tiết kiệm chi phí trên máy tính, bộ nhớ và I/O.
Lợi ích trên khối lượng công việc biên
Đối với điện toán biên, các bộ xử lý Intel® Xeon® D-2700 và D-1700 tiết kiệm chi phí, có thể mở rộng, và an toàn hơn các bộ xử lý tiền nhiệm.
Cải tiến hiệu năng qua từng thế hệ1
Tín hiệu cao hơn và thông lượng mặt phẳng người dùng được kích hoạt bởi vi cấu trúc tiên tiến
Ưu điểm của Bộ phát triển mặt phẳng dữ liệu (DPDK) từ các lệnh Intel® AVX-512 mới và bộ gia tốc tích hợp
Tích hợp Mạng Thông lượng Cao với Kết nối Bảo mật Nâng cao
- Lên đến tám cổng Ethernet với khả năng xử lý gói lên đến 100 Gbps với IPSec nội tuyến
- Hỗ trợ được đảm bảo cho các yêu cầu về tốc độ đường truyền trong khi tăng thêm giá trị thông qua các dịch vụ và tính năng bổ sung
Tổng chi phí sở hữu thấp
- Tăng băng thông I/O được cung cấp bởi PCIe 4.0 (16 GT/s) với tối đa 32 làn
- Tăng khối lượng công việc của người đăng ký trên mỗi nút, để triển khai các dịch vụ nâng cao với chi phí hiệu quả
Bộ gia tốc Mật mã và AI tích hợp
- Cải tiến Intel QAT mang lại khả năng tăng tốc tốt hơn so với thế hệ trước
- Hướng dẫn mới cho AI tăng tốc khối lượng công việc AI/học sâu
Khả năng mở rộng lên đến 20 lõi
- Cấu trúc tiêu chuẩn đơn cho danh mục sản phẩm NFV, bao gồm bộ xử lý Intel® Xeon® Có thể mở rộng
- Giảm tổng đầu tư nền tảng với việc hợp nhất khối lượng công việc ứng dụng, điều khiển và mặt phẳng dữ liệu, với khả năng tương thích ngược của phần mềm
Các tính năng nâng cao cho việc triển khai biên
Việc mở rộng phạm vi và tầm quan trọng của việc sử dụng đặt ra nhu cầu ngày càng cao đối với các tài nguyên máy tính được cung cấp tại biên cho hiệu năng, khả năng quản lý và bảo vệ dữ liệu. Bộ xử lý Intel® Xeon® D cung cấp các công nghệ dựa trên phần cứng mới giúp tăng tốc khối lượng công việc, hợp lý hóa việc bảo trì, và tăng cường bảo mật.
| Công nghệ Mới | Lợi ích | |
|---|---|---|
| Tăng tốc Lõi | Vector Byte Manipulation Instructions (VBMI) | Tăng tốc nén/giải nén In core cho khối lượng công việc cơ sở dữ liệu trong bộ nhớ |
| Hướng dẫn VPMADD52 | Công khai thế hệ mã hóa chính - Tăng tốc máy chủ web giao diện người dùng SSL | |
| Phần mở rộng SHA mới | Tăng tốc băm, SSL, TLS, IPsec, dedup, chuỗi khối | |
| Véc tơ AES | Tăng tốc khối lượng công việc cơ sở dữ liệu | |
| Điều chỉnh và Quản lý Hiệu năng | Công nghệ chỉ đạo tài nguyên Intel® Resource Director (Intel® RDT) | Giám sát và kiểm soát việc sử dụng bộ nhớ và Last Level Cache |
| Tất cả các lõi Turbo linh hoạt2 và Tần số cơ sở được ưu tiên3 | Tần số cao hơn cho một tập hợp con các lõi trong khi tất cả các lõi đều hoạt động để quản lý hiệu năng cấp ứng dụng | |
| Intel Speed Select4 | Tần số cơ bản cao hơn ở số lõi thấp hơn cho SKUing động | |
| Khối tiếp đất nội bộ | Mã phân đoạn phụ được tối ưu hóa điện năng | |
| Cải tiến ảo hóa | Tăng cường hiệu năng của khối lượng công việc NFV | |
| Asynchronous DRAM Refresh (ADR) | ADR với dự phòng pin nâng cao giúp giảm đáng kể yêu cầu về kích thước pin | |
| Bảo mật | Intel® SGX-Trusted Environment Mode (Intel® SGX-TEM) | Bảo vệ dữ liệu hạt mịn bằng cách cô lập ứng dụng trong bộ nhớ |
| Intel® Total Memory Encryption – Multi-Tenant (Intel® TME-MT) | Cô lập bộ chứa VM cho các nền tảng nhiều người thuê | |
| Khả Năng Phục Hồi Vi Chương Trình Nền Tảng Intel® (Intel® PFR) | Bảo vệ, phát hiện và sửa chữa các mối đe dọa bảo mật trong quá trình truyền, khởi động và thời gian chạy | |
| Các thuật toán mới trong Intel® QAT thế hệ thứ 3 | SHA3, SM3, SM4, ChachaPoly được thêm vào để tăng tốc khối lượng công việc IPsec, TLS và DTLS | |
| Trí tuệ nhân tạo (AI) | Intel® Advanced Vector Extensions 512 (Intel® AVX-512) | Tăng tốc hiệu năng của khối lượng công việc đòi hỏi chuyên sâu về mặt tính toán bao gồm AI/học sâu, mô phỏng khoa học và phân tích tài chính |
| Vector Neural Network Instructions (VNNI) | Mang lại khả năng tăng tốc học sâu và tiết kiệm điện năng đáng kể thông qua việc sử dụng một tập hướng dẫn vectơ đơn | |
Thông số kỹ thuật gói: Nâng cao so với Tiêu chuẩn
Các bộ xử lý Intel® Xeon® D-2700 và D-1700 giống nhau về thiết kế nhưng khác biệt ở hệ số hình dạng vật lý, số lượng lõi, tổng công suất thiết kế, và các tính năng khác. Những khác biệt về thông số kỹ thuật này cho phép các SoC phù hợp với nhu cầu sử dụng với các yêu cầu và ràng buộc về hiệu năng, chi phí, không gian và điện năng tương ứng.
| Ổ cắm | SoC: Mảng Lưới Bóng Lật (FCBGA) 52,5 mm x 45 mm | SoC: Mảng Lưới Bóng Lật (FCBGA) 45 mm x 45 mm |
| Lõi | 4-20 với Công nghệ Siêu phân luồng Intel® | 2-10 với Công nghệ siêu phân luồng Intel® |
| Bộ nhớ đệm | LLC: 1,5 MB/lõi (tối đa 30 MB) MLC: 1,25 MB/lõi | LLC: 1,5 MB/lõi (tối đa 15 MB) MLC: 1,25 MB/lõi |
| Công suất tản nhiệt (TDP) | 64–125 watt | 25–85 watt |
| Bộ nhớ | 4 kênh DDR4 (2933 MT/s 2DIMM trên mỗi Kênh, 3200 MT/s 1 DIMM trên mỗi Kênh) Mật độ 8 Gb và 16 Gb Dung lượng lên đến 512 GB với RDIMM5 | 2 hoặc 3 kênh DDR4 lên đến 2933 MT/s, 1 và 2 DIMM cho mỗi Kênh 8 Gb và mật độ 16 Gb Dung lượng lên đến 384 GB với RDIMM6 |
| Ethernet Intel® tích hợp | Tùy chọn thông lượng lên đến 100 Gbps Kết nối: 1, 2.5, 10, 25, 40, 50, 100 GbE với RDMA (iWARP và RoCE v2)7 | Tùy chọn thông lượng lên đến 100 Gbps Kết nối: 1, 2.5, 10, 25, 40 GbE với RDMA (iWARP và RoCE v2)8 |
| Tích hợp Intel® QAT | Intel® QAT thế hệ thứ 3: Mã hóa Lên đến 100 Gbps Nén lên tới 70 Gbps 80kOps PKE RSA 2K | Intel® QAT thế hệ thứ 2: Mã hóa Lên đến 20 Gbps Nén lên tới 15 Gbps 20kOps PKE RSA 2K |
| PCI Express | Tổng số 56 làn thông qua kết hợp 32 làn PCIe 4.0 + 24 HSIO PCIe 3.0 32 làn PCIe 4.0 đầy đủ BW từ phức hợp CPU (tám cổng root) Phân chia: x16, x8, x4 NTB qua làn PCI 4.0: x16 và x8 | Tổng số 40 làn thông qua kết hợp 16 làn PCIe 4.0 + 24 HSIO PCIe 3.0 16 làn PCIe 4.0 đầy đủ BW từ phức hợp CPU (bốn cổng root) Phân chia: x16, x8, x4 NTB qua làn PCI 4.0: x16 và x8 |
| Hỗ trợ SATA | Lên đến 24x SATA 3.0 qua HSIO | |
| I/O Linh hoạt Tốc độ Cao | 24 Làn I/O Linh hoạt Tốc độ Cao được định cấu hình là PCIe/SATA/USB Lên đến 24 làn PCIe 3.0 (2.5, 5, 8 GT/s, Hỗ trợ Phân chia: x8, x4, x2; 12 cổng root) hoặc lên đến 24 SATA 3.0, hoặc lên đến bốn cổng USB 3.0 Băng thông HSIO kết hợp được giới hạn ở 16 làn lưu lượng PCIe 3.0 tương đương |
|
| Các tính năng khác | UART, LPC, SPI, eMMC 5.1, 2 x USB 2.0, Intel® ME (Manageability Engine), SGX, TME-MT, PFR | |
Danh mục Bộ xử lý Intel cho Điện toán Biên
Các hệ thống mở được xây dựng trên bộ xử lý Intel® cho phép các kiến trúc sư điều chỉnh các giải pháp của họ cho phù hợp với cấp độ điện toán và hiệu năng cần thiết, đồng thời cho phép các hạn chế về không gian và điện năng dành riêng cho việc triển khai. Bộ xử lý Intel® Xeon® D tham gia vào danh mục bộ xử lý biên rộng hơn của Intel, cũng bao gồm bộ xử lý Intel® Xeon® Có thể mở rộng và bộ xử lý Intel Atom® C3000. Cùng với nhau, các dòng bộ xử lý này đáp ứng toàn bộ các yêu cầu về điện toán biên, với khả năng tương thích phần mềm đầy đủ trên toàn bộ danh mục.