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【网络通信】基于 FPGA 的 10G/25G/40G/100G 光纤以太网 MAC PCIE 3.0 智能网卡 SmartNIC 方案

基于 FPGA 和开源 Corundum 网络架构的智能网卡 SmartNIC,高性能 Corundum 原型平台,专为网络加速、计算、存储而设计。用户可以添加自己定制逻辑和软件构建 SmartNIC,利用 Corundum IP 核节省开发时间。利用 FPGA 实现的数据平面功能可以任意并且实时地去除和重新配置,可提供定制硬件的线速性能和功率效率,并能够创建支持复杂卸载任务和提高单数据流网络性能的深度数据包/网络处理流水线。


智能网卡-SmartNIC-FPGA-解决方案.jpg

产品优势
  1. 1. 高性能数据路径

    Corundum 平台具备高线速操作的核心功能,能够支持高达 100Gbps 及以上的网络接口开发

  2. 2. 高速以太网 MAC

    支持 10G/25G/40G/100G 以太网 MAC,用于实现高速网络通信

  3. 3. PCI Express 第3代

    支持 PCI Express 第3代协议,确保与现代计算机系统兼容

  4. 4.自定义 PCIe DMA 引擎

    提供可定制的PCIe DMA引擎,用于优化数据传输效率

  5. 5. IEEE 1588 PTP 时间戳

    高精确的 IEEE 1588 PTP 时间戳功能,用于同步网络设备的时间

  6. 6. 可扩展队列管理

    支持上千个传输队列、接收队列、完成队列和事件队列以及可扩展的传输调度程序,可以对包传输进行细粒度的硬件控制

  7. 7. 事件驱动的传输调度

    结合多个网络接口、每个接口多个端口以及每个端口事件驱动的传输调度,实现高级网络接口、体系结构和协议的开发

  8. 8. 提供 Linux 驱动程序

    提供 Linux 网络协议栈的高性能驱动程序,确保硬件功能的软件接口与操作系统的良好兼容性和性能

  9. 9. 自定义 SmartNIC 功能

    代码开源,包括 10G/25G MAC、PCIe DMA 等,方便用户自定义 SmartNIC 功能

  10. 10. 功能强大灵活

    支持分散/聚集 DMA,校验和卸载,接收流散列和接收端缩放

    基于 Python 的开放源代码仿真框架,方便开发和调试

    通过实现微秒级时分多址(TDMA)硬件调度程序,以 100Gbps 的线速执行 TDMA 调度,而没有 CPU 开销


Corundum-网络架构-智能网卡-SmartNIC-FPGA-解决方案.jpg

性能测试

硬件测试环境

CPU

Intel(R) Xeon(R) Gold 5317

内存

64GB DDR4

测试工具

iPerf3

测试结果

MTU

类型

速率

1500

TCP

9.24Gbps

256

TCP

2.00Gbps

128

TCP

738Mbps

88

TCP

345Mbps

应用场景

计算加速、数据中心、云服务、人工智能、机器视觉、工业自动化、电信网络平台、金融、物联网、智慧城市、医疗远程手术等。

  • 计算加速1.jpg

    计算加速及存储

    用于云计算、云储存和高性能计算,提高了计算节点之间的通信效率,加快了科学计算和大规模并行任务的速度

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    数据中心

    强大的数据管理能力,增强安全性和存储效率,满足高性能、高带宽、高吞吐量需求

  • AI机器学习人工智能1.jpg

    AI 机器学习

    加速大数据分析和传输效率

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    工业智能制造

    主要用于机器视觉、工业自动化、工业物联网等,提供高速、低延迟网络性能

  • 金融计算网络通信安全1.jpg

    ‌安全应用‌

    用于金融交易,政府网络等,提供硬件级别的安全保障,可以降低CPU的负载,高性能安全处理数据

  • 电信网络加速智慧城市物联网医疗远程手术2.jpg

    网络加速

    用于电信网络运营商、物联网、智慧城市、医疗远程手术等,提高网络性能,减少延迟,从而提升整体的网络效率和响应速度

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