Intel contribuyó con la especificación Scalable I/O Virtualization (SIOV) al Open Compute Project (OCP) con Microsoft, permitiendo a los fabricantes de dispositivos y plataformas acceder a una especificación estándar de la industria para la virtualización a hiperescala de dispositivos PCI Express y Compute Express Link en servidores en la nube. Cuando se adopte, la arquitectura SIOV permitirá a los operadores de centros de datos brindar un acceso más rentable a aceleradores de alto rendimiento y otros dispositivos de E/S clave para sus clientes y aliviar a los fabricantes de dispositivos de E/S de las cargas de costos y programación impuestas según los estándares anteriores.
(Foto: Corporación Intel)
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La nueva especificación SIOV es una arquitectura de hardware y software modernizada que permite una virtualización eficiente y a gran escala de dispositivos de E/S y supera las limitaciones de escala de las tecnologías de virtualización de E/S anteriores. Según los términos de la contribución de OCP, cualquier empresa puede adoptar la tecnología SIOV e incorporarla a sus productos bajo una licencia abierta y sin costo.
En entornos de nube, los dispositivos de E/S, incluidos adaptadores de red, GPU y controladores de almacenamiento, se comparten entre muchas cargas de trabajo virtualizadas que requieren sus servicios. Las tecnologías de virtualización de E/S asistidas por hardware permiten un enrutamiento eficiente del tráfico de E/S desde las cargas de trabajo a través de la pila de software de virtualización hasta los dispositivos. Ayuda a mantener los gastos generales bajos y el rendimiento cerca de las velocidades “básicas”.
La virtualización de E/S debe evolucionar de la escala empresarial a la hiperescala
La primera especificación de virtualización de E/S, Virtualización de E/S de raíz única (SR-IOV), se lanzó hace más de una década y se concibió para los entornos virtualizados de esa época, generalmente menos de 20 cargas de trabajo virtualizadas por servidor. SR-IOV cargó gran parte de la lógica de virtualización y administración en los dispositivos PCIe, lo que aumentó la complejidad del dispositivo y redujo la flexibilidad de administración de E/S de la pila de virtualización. El número de núcleos de CPU creció en los años siguientes, las pilas de virtualización maduraron y la tecnología de contenedores y microservicios aumentó exponencialmente la densidad de la carga de trabajo. A medida que pasamos de la virtualización de “escala empresarial” a la de “hiperescala”, está claro que la virtualización de E/S debe evolucionar.
SIOV es una virtualización de E/S asistida por hardware diseñada para la era de la hiperescala, que potencialmente admite miles de cargas de trabajo virtualizadas por servidor. SIOV mueve la lógica de administración y virtualización que no es crítica para el rendimiento del dispositivo PCIe a la pila de virtualización. También utiliza un nuevo identificador escalable en el dispositivo, llamado PCIe Process Address Space ID, para direccionar la memoria de las cargas de trabajo. Los dispositivos de E/S virtualizados se vuelven mucho más configurables y escalables, al tiempo que ofrecen un rendimiento casi nativo a cada VM, contenedor o microservicio que admite simultáneamente.
Estas mejoras pueden reducir el costo de los dispositivos, brindar acceso a dispositivos para una gran cantidad de máquinas virtuales y contenedores, y brindar más flexibilidad a la pila de virtualización para el aprovisionamiento y la componibilidad. SIOV ofrece a los centros de datos sobrecargados una ruta eficiente para ofrecer E/S de alto rendimiento y aceleración para IA avanzada, redes, análisis y otras cargas de trabajo virtuales exigentes que dan forma a nuestro mundo digital.
Los estándares y los ecosistemas abiertos impulsan el crecimiento y la innovación
Como dijo recientemente el director ejecutivo de Intel, Pat Gelsinger escribió, los ecosistemas abiertos construidos sobre estándares industriales aceleran las industrias y brindan a los clientes más opciones. Con este espíritu, Intel y Microsoft desarrollaron, validaron y donaron la especificación SIOV al Open Compute Project, donde esperamos que genere innovación en CPU, dispositivos de E/S y arquitecturas de nube que mejoren el rendimiento del servicio y la economía de escala para todos. Esperamos con interés la adopción y la mejora continua por parte de la comunidad de OCP.
“Microsoft ha colaborado durante mucho tiempo con socios de silicio en estándares a medida que evolucionan la arquitectura del sistema y los ecosistemas. La especificación de virtualización de E/S escalable representa la última de nuestras contribuciones de estándares abiertos de hardware junto con Intel, como PCI Express, Compute Express Link y UEFI”, dijo Zaid Kahn, director general de arquitecturas avanzadas de nube e inteligencia artificial en Microsoft. “A través de esta colaboración con Intel y OCP, esperamos promover una amplia adopción de SIOV entre los proveedores de silicio, proveedores de dispositivos y proveedores de IP, y agradecemos la oportunidad de colaborar más ampliamente en todo el ecosistema para evolucionar este estándar a medida que crecen y aumentan los requisitos de la infraestructura de la nube. cambiar.”
La tecnología SIOV es compatible con el próximo procesador escalable Intel® Xeon®, con nombre en código Sapphire Rapids, así como con los controladores de red Intel® Ethernet serie 800 y futuros dispositivos y aceleradores PCIe y Compute Express Link (CXL). La actualización del kernel de Linux está en marcha, y se prevé una integración más adelante en 2022. Los actores clave en el ecosistema de dispositivos, CPU y virtualización han sido informados y están entusiasmados de integrar SIOV en sus hojas de ruta.
Con SIOV, las industrias de la nube, las redes y los centros de datos tienen una plataforma de lanzamiento unificada para la virtualización de la era de la hiperescala.
Más información sobre SIOV
Ya podemos ver el “círculo virtuoso” en acción a medida que los estándares abiertos de la industria conducen a una gran innovación y esperamos que aún más empresas y organizaciones se unan a nosotros apoyando a SIOV en sus productos e infraestructura de nube y se unan a la comunidad OCP en la evolución de la tecnología. Para obtener más información, consulte las especificaciones en Sitio web de la OCP.
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