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网络平台上计算及应用的加速

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尊敬各位老师以及来宾大家下午好!我的题目叫网络平台上计算及应用的加速,这个是我们在英特尔研发从事产品的功能。今天我的报告内容相对来说比较简单,首先我想借这个机会给大家介绍一下,我们在做什么,介绍一下我们的产品。另外一点就是说我们在最近的两三年,也跟国内的一些高校进行了一些相关的一些合作,所以说这些合作项目也简要介绍一下。

大家可以看一下这个是网络的架构图,其实这两天如果大家去,我也去各个不同论坛上面也去看了一下,基本上就是说围绕着一些下一代网络热点技术有很多的讨论。其实这个图大家可以稍微扫一下,基本上大家一些接入技术,接入核心,所有这些技术都是基于CLOUD(音)技术上,这个是英特尔想做的事情。

我说一下我这几天的感受,我也去参加了一些我们专家以及来自企业的同仁的一些分享,其实可以很明显感觉到现在有的趋势,第一个是网络计算城市融合,大家都知道以前做计算,比如说英特尔是以CPU为主,做网络其他一些主要供应商,做存储一些供应商。现在更多的是大家在讨论就是说怎么把网络计算存储,融合起来,把这些所有的技术都集成在一起,然后提供我们的用户。这个是一个这几天讨论比较热的东西,还有最近比较热一个是5G,还有一个IOT还有边缘计算,以及SDA、NSA。

第三点,在讨论到网络运营挑战大家都会谈到目前IT网络上,由于它结构一些硬商导致时间的问题,如果在未来网络我们介入到互联网对低延时有很高的要求。还有刚才提到的带宽,带宽是一个很大很大的上升,是一个值数级的增长。我觉得很有意思的就是一位专家的一位图,现在亚马逊提供了一个叫(英文)的服务,它有很多很多的数据,但是这些数据如果说在网络上传肯定要花好几年时间,所以它一共服务就把这些数据把这个硬盘放在卡车里面,从东海岸云到西海岸里去,这样的话花的时间少。这个也是一个挑战,这个是我昨天参加分论坛讲到的。

我为什么讲这个?几年前英特尔就进行一项变革,因为英特尔之前主要是提供CPU大家都知道,它主要的(英文)来源是CPU还有一部分是服务器的CPU,这个是英特尔主流产品。但是从几前开始就提了一个口号,就是说我们要从一个以PC为中心的公司,转变成一个以数据为中心的公司,这个概念背后是什么意思呢?未来我们不仅仅是以CPU产品为主,我们要进入各个领域。这个领域包括网络领域,最近几年英特尔在网络领域投入也是越来越多,而是它的业务成长也是非常快。所以说这个是我们英特尔我们部门提供这一张网络架构图。

这张是我们底下看到英特尔目前提供的一些产品,这些产品就是包括我们CPU,有各种型号CPU,以及我们业提供网络工程器,完了以后有FPGA,还有一些存储英特尔3D存储,另外我们的一个加速器,另外我们还提供了一些编解码的加速器。英特尔提供这么多的产品,通过把这些产品通过那些先进软硬件技术,最终整合在一起向上提供NFN解决方案,这是英特尔整个网络一个架构的一个转型。

左边这个就是说,意思我们要融合,这个刚才我已经讲到了,我们要把所有的在网络上以及在网络节点上面的一些计算也好,一些控制也好,一些交换等等我们把它融合起来放在这个平台上,再通过这个架构最终提供给整个5G和IOT网络来使用。

我是在网络平台事业部下面的我们叫数据平面这样一个部门,我们这个部门主要研发的产品是为了加速数据平面的一些计算以及应用。这个主要包括有包助理等三个方面。

这个是我们目前在做的一些事情,上面可以看到我们英特尔也参与到刚才魏总也讲的,我们要一起推动网络向前发展,目前在网络上有很多的开元项目,英特尔也发起了一些开元项目,同时也参与到一些很重要的开元项目。在这些开元项目要么英特尔是发起者,要么是主要的贡献。第一个我们现在很流行的Packet软件架构,另外这个DPDK很多人都知道的,在网络行业里面的话,英特尔其实是主导开发的,完了开元出来。还有一个Sftware,下面两个是硬件和软件,我本人在下面这个里面参与比较多,它主要是把一些CPU不太擅长做的计算,你包括我们通常用的一些PP1的算法,以及对称+1的算法,还有数据的压缩的算法,它固化在硬件里面,这样有一个好处就是说,它可以减少CPU工作量,所以通过这个KOT,CPU一方面可以放到这里面做,另外一点它比CPU算快很多,这是我们一个加速器。另外底下我们还有FPGA,这里面我们可以做一些比较灵活的解决方案。

这个是我们一个架构,目前我们主要网络解决方案架构,都是DPDK,这个提供一个开发套件就是在包处理开发套件,它能够无缝集成,英特尔很多软硬件加速技术。接下来这个就是我讲到的KVT,这个包括很多几个方案,我们最上面叫块加密,中间叫公钥,下面叫数据压缩,所以它的效率是非常高的。右边是产品的一些形态,就是说我们现在还是通过桥片(音)的形式,CPU通过PCIE,同时我们也支撑插卡式的,就是说PCIE可以插到现有的(英文)上面做一些事情。

右下角是我们软件大概的一个架构,大家可能看得不是很清楚,但是我们基本上提供一个,最地下是我们(英文),中间会提供我们标准的API向上我们会提供一些应用的框架。同时我们也是想办法把它集成到现有的一些比较通用的(英文)里面。另外对数据的压缩方面,我们VFS等等这些框架,通过这些框架如果你想对一些文件或者一些数据进行压缩,这个计算的话CPU拿的计算以后,它会安排这个芯片去做,所以对这个方面会有一个很大的提升。然后我们也把它集体成到那里面去,所以说我们应用也非常广泛。

还有一块儿就是说我们这个部门在做的就是关于数据存储的加速,这主要由三块儿,第一块叫ISAL,这里面主要有跟存储相关的优化,通过软件库可以得到一个比较好性能方面的优化。第二个叫SPDK,这个也是一个软件库,对于目前的一些通用存储设备进行一些提速。另外一点大家知道CEPH是分部式系统,我们也在这里面进行一些优化,可以得到性能很大的提升。我稍微总结一下,一个是DPDK以及向上的一些开元项目的集成,这是一块儿。第二块儿我们上层CPI的开发。第三块儿我们有一个专门从事存储相关的优化,这存储是软件方面的应用。


这几年就是说我们跟高校也进行了一些简单的合作,跟国内的高校,这个合作的话主要是有这么几个方面。一个是2017年我们和中科大的计算机系进行一些合作,这个合作主要是开设DPDK实验课。这个合作方式是这样的,就是说我们来给他们提供一个教学大纲,然后他们老师以及一些研究生去把它研究透,完了以后再看正式的实验课。还有一个2018年我们把这个课程模式复制了一下,然后我们就是推广KVT,我们KVT这个产品针对这个KVT产品在中科大也开设了一个实验课。另外一点就是说还有后续的一些技术方面的支持,你比如说一开始的时候我们肯定是针对一些技术方面的一些东西,让他们学会理解,完了以后让他们的老师以及助教知道这个东西怎么做,完了以后给他们提供一些建议的大纲就是说,基于我们提供的这些硬件以及软件,那么有哪些东西你可以去做实验,这个实验主要是说利用到我们提供的软硬件的加速器。完了以后DPK直白说它也是加速器,DPK是软硬一体的加速器针对这个加速器进行实验最后得出结论,再跟没有不适用加速器结果做一个比较,基本上是这样一个思路,目前进展还是比较顺利的。如果在坐一些高校老师有意向这方面的合作,后面我们可以探讨。

另外一点就是说,因为我们公司在上海叫紫金高科技园,旁边就是上海交通大学。我们跟上海交通大学联系比较紧密,一块是是他们学生会来我们这里实习,后来熟悉了之后我们就跟他们老师在实验室做合作研究的项目。英特尔也会给高校提供一些设备等等方面资金方面的一些资助,然后高校的老师通过跟我们沟通以后制定一些课题,同时可以派一些博士研究生,跟我们同事一起做主要创新方面的研究。最终我们合作成果,目前来说已经在顶级,世界顶级学术期刊上面,大概有五六篇这样的学术论文发布,另外我们也合作做了一些,比如说专利,还有我们也合作了一起合作了能够落地的一些项目。我们先做这个概念模型,完了以后验证下来,比如说我们在(英文)做了一个异度调度,通过这个调度提高效率,完了在TRS这一块儿有性能极大的提升。这些其中是能够让企业把它作为正式的(英文),加入到计划当中去。

同样如果说在坐高校有这个意向的话,我们也可以谈。但这里有一个问题就是说,我们希望能够跟学生,能够来到,能够比较平凡来到我们办公室,以实习生这样一个身份。因为实习生相当于英特尔一个员工,所以我们做很多事情就会方便很多。完了以后也便于交流,如果说太远或者是说学生实践周期太短效果就比较差一些。所以这个是目前我们跟国内高校在试探做,我们也没有一个怎么说呢,很策略性的规划就是在慢慢做,目前来说就是跟双方和学校来说都挺好。其实我们英特尔里面有一些专家,如果企业能够跟这些专家一起经过长时间一些探讨的话,其实对他们学术的成长也很有帮助。另外企业推动这个,我的认为就是首先你洒下了这个种子,就是说这些人才以后毕业了到全国各地去,都会变成IT行业领军人物。至少让他们知道,OK英特尔有这样的产品,这个产品能够给网络助力带来什么样的一个作用。这个是我们双向受益。

另外就是说在魏亮总这边SDnlab,这个是完完全全是通过我们软件开发做的,一般意义上讲在大公司软件开发不会太去做我们刚才说的所谓合作也好,开发也好,我们在英特尔我们软件开发工作模式可能有一些不同,我们不仅仅是在做开发,同时我们做了大量的创新,包括我们要发一些(英文),我们跟高校有紧密的合作,另外一点我们同时在开通微信频道等等,我们同时在发布一些技术应用的文章,同时我们跟魏总这边SDNLAB合作,如果能打开这个链接大家可以看到有网络优化的频道,这个频道里面所有的东西就是我刚才讲的DBDK、还有存储相关的SDBK等等相关的文章。另外一点我们在去年在那里面搞了一个开发实验室,有些是用户看到我们产品以后,他可能觉得这个东西对我有帮助有用,但是没确定到底有多大用处,就需要尝试一下,如果是通过我们公司内部采购试验,这个不是一个很好的办法。所以我们后来就想干脆我们就做一个开放实验室在SDNLAB里面让他去申请,我们有一些教程通过教程他就可以远程访问到我们教学里面,可以做一些评估然后刺激我们用户一个交流。

我今天讲的比较零乱,就这些谢谢大家。