29 أكتوبر 2025·8 دقيقة
Marvell والشرائح التي تُشغل بنية السحابة بهدوء
تعرف على كيفية دعم شرائح Marvell لبنية البيانات للشبكات والتخزين والتسريع المخصص—مما يمكّن مراكز البيانات السحابية من العمل أسرع وأكثر كفاءة وراء الكواليس.
تعرف على كيفية دعم شرائح Marvell لبنية البيانات للشبكات والتخزين والتسريع المخصص—مما يمكّن مراكز البيانات السحابية من العمل أسرع وأكثر كفاءة وراء الكواليس.
يعتقد معظم الناس أن «السحابة» هي مجرد خوادم. في الواقع، مركز البيانات السحابي هو نظام ضخم لتحريك وتخزين وحماية البيانات بسرعة عالية. شرائح البنية التحتية للبيانات هي مجموعة الرقائق المتخصصة التي تتعامل مع تلك المهام كثيفة البيانات حتى لا تضطر معالجات النظام الرئيسية إلى فعلها.
تركز Marvell على هذه الطبقة «الوسيطة»: الرقائق التي تربط الحوسبة بالشبكات والتخزين، تُسرّع المهام الشائعة في مراكز البيانات، وتبقي كل شيء يتدفق بشكل متوقع تحت الأحمال.
لو تخيلت رفًا سحابيًا من الأعلى إلى الأسفل، غالبًا ما تجلس أجهزة Marvell:
هذه ليست "تطبيقات" ولا "خوادم" بالمفهوم الاعتيادي—إنها لبنات العتاد التي تسمح لآلاف الخوادم أن تتصرف كخدمة واحدة متماسكة.
عندما تقوم شرائح البنية التحتية بعملها، لا تلاحظها. الصفحات تُحمّل أسرع، يقل التقطيع في الفيديو، وتكتمل النسخ الاحتياطية في الوقت المحدد—لكن المستخدم لا يرى محرك تفريغ الشبكة، أو متحكم التخزين، أو نسيج التبديل الذي يجعل ذلك ممكنًا. هذه الرقائق تقلل زمن الاستجابة بصمت، وتحرر دورات المعالج، وتجعل الأداء أكثر استقرارًا.
دور Marvell سهل التجميع في ثلاث مجموعات:
هذه هي الشريحة «الصامتة» التي تساعد خدمات السحابة على الظهور كأنها بسيطة من الخارج.
تبدو تطبيقات السحابة «معرّفة بالبرمجيات»، لكن العمل المادي يحدث في رفوف مليئة بالخوادم والمفاتيح والتخزين. مع تزايد الطلب، لا يمكن للسحب أن تعتمد على المعالجات العامة لكل مهمة دون الوصول إلى حدود صارمة في التكلفة والكفاءة.
تدريب واستدلال الذكاء الاصطناعي ينقل مجموعات بيانات هائلة داخل مركز البيانات. تيارات الفيديو، النسخ الاحتياطية، التحليلات، ومنصات SaaS تضيف أحمالًا خلفية مستمرة. حتى عند توفر الحوسبة، غالبًا ما ينتقل الاختناق إلى تحريك، تصفية، تشفير، وتخزين البيانات بسرعة كافية.
معظم حركة السحابة لا تلمس الإنترنت العام. تسافر «شرقية–غربية» بين الخدمات: استدعاءات من خدمة إلى خدمة، قراءات قواعد البيانات، تحديثات الكاش، تكرار التخزين، وأحمال عمل الذكاء الاصطناعي الموزعة. هذه الحركة الداخلية تحتاج زمن استجابة متوقعًا ونطاقًا عاليًا من التمرير، ما يدفع العتاد الشبكي والتخزيني إلى أداء مزيد من المعالجة قريبًا من مسار البيانات.
الطاقة والمساحة ليستا غير محدودتين. إذا أمكن لمزود السحابة تفريغ عمل مثل معالجة الحزم، التشفير، الضغط، أو حسابات فحص التخزين إلى شرائح مخصصة، فإن المعالج يقضي وقتًا أقل على الأعمال الإضافية. ذلك يحسّن:
بدلًا من التوسع بإضافة المزيد من النوى العامة، تستخدم منصات السحابة بشكل متزايد شرائح مصممة هدفًا—Smart NICs/DPUs، رقاقات التبديل، متحكمات التخزين، والمسرعات—للتعامل مع المهام المتكررة ذات الحجم الكبير. النتيجة سحابة أسرع وأرخص تشغيلًا، حتى مع تصاعد الجوع للبيانات في الأحمال.
تقضي خوادم السحابة وقتًا مدهشًا في «عمل البنية التحتية» بدلًا من تشغيل تطبيقك. كل حزمة تحتاج إلى نقل، فحص، تسجيل، وأحيانًا تشفير—غالبًا بواسطة المعالج الرئيسي. ينقل تفريغ الشبكة هذه الأعمال إلى عتاد متخصص، وهنا تظهر Smart NICs وDPUs في العديد من مراكز البيانات الحديثة (بما في ذلك أنظمة مبنية على شرائح Marvell).
Smart NIC هي بطاقة واجهة شبكة تفعل أكثر من الإرسال/الاستقبال الأساسي. بجانب منافذ الإيثرنت الاعتيادية، تتضمن قدرة معالجة إضافية (غالبًا نوى Arm و/أو منطق قابل للبرمجة) لتشغيل ميزات الشبكة على البطاقة نفسها.
DPU (وحدة معالجة البيانات) تذهب خطوة أبعد: تصمم لتعمل كـ«حاسوب بنية تحتية» مخصص داخل الخادم. عادةً ما تجمع DPU بين شبكة عالية الأداء، نوى معالج متعددة، مسرعات عتادية (تشفير، معالجة حزم)، وميزات عزلة قوية بحيث يمكنها إدارة حركة البيانات والأمن دون الاعتماد على معالج المضيف.
نموذج ذهني عملي:
تستهدف عمليات التفريغ الأعمال القابلة للتكرار وذات الحجم الكبير التي كانت ستسرق دورات المعالج من التطبيقات. أمثلة شائعة:
عندما يضطر المعالج إلى «رعاية» الشبكة، قد يتقلب أداء التطبيق حسب ذروات الحركة، الجيران المزعجين، أو انفجارات العمل الأمني. يساعد التفريغ عن طريق:
فيزيائيًا، عادةً ما تأتي DPUs كبطاقة إضافية في PCIe أو كوحدة OCP NIC. تتصل بـ:
من الناحية المفاهيمية، تصبح DPU «شرطي حركة» بين الشبكة والخادم—تتعامل مع السياسات، التشفير، والتبديل حتى يبقى نظام التشغيل والمحددات المركزية للمعالجين مركّزين على تشغيل التطبيقات.
عندما تفتح تطبيقًا أو تنقل بيانات إلى السحابة، عادة لا يسافر طلبك إلى "خادم" واحد—إنه يسافر عبر نسيج من مفاتيح الإيثرنت التي تربط آلاف الخوادم كما لو أنها آلة عملاقة واحدة.
تستخدم معظم مراكز البيانات تصميم "leaf-spine":
هذا التصميم يحافظ على المسارات قصيرة ومتسقة، وهو أمر أساسي للأداء عند النطاق الكبير.
هناك رقمان يشكلان تجربة المستخدم والتكلفة:
يسعى مشغلو السحابة للحفاظ على زمن استجابة مستقر حتى عندما تكون الروابط مشغولة، مع الاستمرار في دفع كميات هائلة من الحركة.
شريحة مفتاح الإيثرنت تقوم بأكثر من "تمرير الحزم". يجب أن:
بائعون مثل Marvell يبنون شرائح تركز على تنفيذ هذه المهام بتوقعية وبسرعاتٍ عالية جدًا.
الانتقال من 25/100G إلى 200/400/800G ليس مجرد أرقام. السرعات الأعلى يمكن أن تعني:
النتيجة هي شبكة مركز بيانات تبدو أقل كـ"أسلاك" وأكثر كبنية تحتية مشتركة لكل أحمال العمل.
عندما يتحدث الناس عن أداء السحابة، غالبًا ما يتخيلون المعالجات ووحدات المعالجة الرسومية. لكن قدرًا هائلًا من «السرعة» (والموثوقية) يحدده شريحة التخزين الجالسة بين محركات الفلاش وباقي الخادم. تلك الطبقة عادةً ما تكون متحكم تخزين—رقائق مصممة خصيصًا لإدارة كيفية كتابة وقراءة وفحص واسترجاع البيانات.
متحكم التخزين هو مخرج حركة البيانات للبيانات المستمرة. يقسم الكتابات الواردة إلى قطع قابلة للإدارة، يجدول القراءات بحيث تعود البيانات الساخنة بسرعة، ويشغّل فحوصات سلامة مستمرة حتى لا تتحول البتات التالفة بصمت إلى ملفات فاسدة.
كما يتعامل مع الأعمال الدفترية غير البراقة التي تجعل التخزين متوقعًا عند النطاق: خرائط الكتل المنطقية إلى مواقع الفلاش الفعلية، موازنة الاهتراء لتمديد عمر المحركات، والحفاظ على زمن استجابة ثابت عندما تضرب تطبيقات متعددة نفس تجمع التخزين.
NVMe (Non-Volatile Memory Express) بروتوكول مصمم للتخزين الفلاشي السريع. أصبح شائعًا لأنه يقلل العبء ويدعم قوائم انتظار موازية—مما يعني أن العديد من العمليات يمكن أن تكون قيد التنفيذ في آن واحد، وهو ما يتناسب مع أحمال السحابة حيث تحدث آلاف القراءات/الكتابات الصغيرة بالتزامن.
بالنسبة لمزودي السحابة، NVMe ليس فقط عن ذروة العرض؛ إنه عن زمن استجابة منخفض ومستقر تحت الحمل، وهو ما يبقي التطبيقات مستجيبة.
تتضمن المتحكمات الحديثة غالبًا ميزات عتادية كانت ستستهلك دورات المعالج:
التخزين ليس نظامًا فرعيًا معزولًا—إنه يشكل سلوك التطبيقات:
باختصار، شريحة التخزين هي ما يحول الفلاش الخام إلى بنية تحتية سحابية تعتمد عليها العالي النطاق.
عندما يرقّي مزودو السحابة الخوادم، لا يبدلون المعالجات فحسب. يحتاجون أيضًا إلى «النسيج الرابط» الذي يسمح للمعالجات بالتحدث إلى بطاقات الشبكة، التخزين، والمسرعات دون إجبار على إعادة تصميم كامل. لهذا تهم معايير مثل PCIe وCXL: تبقّي الأجزاء قابلة للتشغيل المتبادل، تجعل الترقيات أقل مخاطرة، وتساعد مراكز البيانات على التوسع بشكل متوقع.
PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) هو الرابط الداخلي الرئيسي المستخدم لربط مكونات مثل:
نموذج ذهني مفيد: PCIe مثل إضافة المزيد من الحارات إلى الطريق السريع. الأجيال الأحدث تزيد السرعة لكل حارة، والروابط الأوسع (x8، x16، إلخ) تضيف سعة كلية أكبر. بالنسبة لمشغلي السحابة، هذا يؤثر مباشرة على مدى سرعة انتقال البيانات بين الحوسبة والأجهزة التي تزودها.
شرائح بنية Marvell غالبًا ما تجلس في أحد طرفي هذه وصلات PCIe—داخل NIC أو DPU أو متحكم التخزين—لذلك قد تكون قدرة PCIe محددًا عمليًا (أو ممكّنًا) لترقيات الأداء.
CXL (Compute Express Link) يبني على اتصال PCIe الفعلي لكنه يضيف طرقًا جديدة للأجهزة لمشاركة موارد تشبه الذاكرة بتكاليف زائدة أقل. ببساطة، يساعد CXL الخوادم على التعامل مع موارد خارجية (مثل توسيع الذاكرة أو الذاكرة المجمّعة) كما لو كانت امتدادًا محليًا بدلًا من جهاز بعيد.
العائد ليس فقط "أسرع". PCIe وCXL يمكّنان:
المعايير لا تحظى بالعناوين الرئيسية، لكنها تشكّل بسرعة مدى تبنّي السحب لشبكات وتخزين وتسريع أفضل.
"التسريع المخصص" في بنية تحتية السحابة لا يعني دائمًا GPU عملاق. غالبًا ما يعني إضافة كتل حوسبة صغيرة ومتخصصة تسرّع مهمة مكررة—حتى تركز المعالجات على تشغيل التطبيقات.
أحمال السحابة متباينة للغاية: عقدة قاعدة بيانات ثقيلة التخزين لها عنقات زجاج مختلفة عن صندوق حافة بث الفيديو أو جهاز جدار ناري. تستهدف الشرائح المصممة هدفًا تلك الاختناقات مباشرة—غالبًا عن طريق نقل وظيفة إلى العتاد لتعمل أسرع، بتوقّع أعلى، ومع حمولة معالج أقل.
بعض الفئات العملية تتكرر في مراكز البيانات:
تبدأ فرق السحابة الكبيرة عادةً بتحليل الأداء: أين يتعطل الطلب، وما المهام المتكررة؟ ثم يقررون ما إذا كانوا سيسرّعون عبر محرك قابل للبرمجة (أكثر قابلية للتكيف) أو كتل ثابتة الوظيفة (أعلى كفاءة). يوفّر البائعون مثل Marvell لبنات بناء—الشبكات، الأمن، واجهات التخزين—حتى يترك الجزء "المخصص" للطرق الساخنة الخاصة بالمنصة.
المعالجة الثابتة غالبًا ما تفوز في الأداء لكل واط والتوقّع، لكنها أصعب في إعادة الاستخدام إذا تغيّر الحمل. الخيارات القابلة للبرمجة أسهل في التطور، لكنها قد تكلف طاقة أكثر وتترك أداءً غير مستغلّ. أفضل التصاميم تمزج بينهما: طائرات تحكم مرنة مع مسارات عتادية سريعة حيث يهم الأداء.
الطاقة غالبًا ما تكون السقف الحقيقي في مركز البيانات—ليس عدد الخوادم التي يمكنك شراؤها، بل كمية الكهرباء التي يمكنك توصيلها وإزالتها على شكل حرارة. عندما يصل المرفق إلى حدود الطاقة، الطريق الوحيد للنمو هو استخراج عمل مفيد أكثر من كل واط.
المعالجات العامة مرنة، لكنها ليست دائمًا فعّالة في المهام المتكررة للبنية التحتية مثل معالجة الحزم، التشفير، معالجة بروتوكولات التخزين، أو القياس. شرائح البنية التحتية المصممة خصيصًا (مثل Smart NICs/DPUs، مفاتيح التبديل، ومتحكمات التخزين) تنفذ هذه المهام بدورات أقل وبعمل أقل مهدور.
الربح في الطاقة غالبًا ما يكون غير مباشر: إذا خفّض التفريغ استهلاك المعالج، يمكنك تشغيل نفس الحمل بعدد نوى أقل، ترددات أقل، أو عدد أقل من الخوادم. هذا يقلل أيضًا ضغط الذاكرة وحركة PCIe، مما يخفض الطاقة أكثر.
كل واط يصبح حرارة. المزيد من الحرارة يعني مراوح أسرع، تدفق مبرد أعلى، وتخطيط رفوف أكثر صرامة. قد تكون الرفوف عالية الكثافة جذابة، لكن فقط إذا استطعت تبريدها بثبات. لهذا يهم اختيار الشرائح لأكثر من مجرد الإنتاجية: مكوّن يسحب قدرة أقل (أو يبقى فعّالًا عند حمل مرتفع) يمكن أن يسمح للمشغلين بتكديس قدرة أكبر في نفس البصمة دون خلق نقاط ساخنة.
أرقام الكفاءة سهلة للتسويق وصعبة للمقارنة. عند رؤية "أداء أفضل لكل واط"، انظر إلى:
أكثر الادعاءات مصداقية ترتبط بالواط لحمولة محددة وقابلة لإعادة الاختبار وتظهر ما تغير على مستوى الخادم أو الرف—وليس مجرد ورقة مواصفات.
يشارك مزودو السحابة نفس الأجهزة الفيزيائية عبر عملاء متعددين، لذا لا يمكن "إضافة" الأمن لاحقًا. كثير منه يفرض على مستوى الشريحة—داخل Smart NICs/DPUs، رقاقات الشبكة السحابية، وشريحة متحكمات التخزين—حيث يمكن للتفريغ العتادي تطبيق الحمايات بمعدل الخط الكامل.
تتضمن معظم شرائح البنية التحتية جذر ثقة عتادي: منطق صغير ولا يمكن تغييره ومفاتيح يمكنها التحقق من الفيرموير قبل أي شيء آخر. مع التمهيد الآمن، تفحص الشريحة التواقيع التشفيرية على فيرمويرها (وأحيانًا على مكونات تمهيد المضيف)، وترفض تشغيل الشفرات المعدلة أو المجهولة.
هذا مهم لأن DPU أو متحكم التخزين المخترق يمكن أن يجلس «بين» خوادمك والنسيج الشبكي/التخزيني. يقلل التمهيد الآمن من خطر الاستمرار الخفي عند تلك الطبقة.
غالبًا ما تُسرَّع عمليات التشفير مباشرة في الشريحة حتى لا تسرق دورات المعالج:
لأنها متصلة بالخط، لا يعني الأمن تباطؤًا في شبكات التخزين.
تعتمد السحب متعددة المستأجرين على فصل صارم. تساعد شرائح البنية التحتية في فرض العزل بواجهات قوائم انتظار، حماية الذاكرة، الوظائف الافتراضية، وفرض السياسات—بحيث لا يستطيع ترافيك أو طلبات تخزين مستأجر أن تطلع على بيانات آخر. هذا مهم خصوصًا عندما تتعامل DPUs مع الشبكات الافتراضية وعند مشاركة أجهزة PCIe عبر أحمال.
الموثوقية ليست فقط "عدم الفشل"—إنها اكتشاف واستعادة أسرع. تتضمن العديد من تصميمات شرائح البنية التحتية عدادات قياس، تقارير أخطاء، خطوط تتبع الحزم، ومقاييس صحة يمكن لفرق السحابة تغذيتها إلى أنظمة المراقبة. عندما يخطئ شيء (فقدان حزميات، قفزات زمنية، أخطاء وصلة، عواصف إعادة المحاولة)، تساعد هذه الإشارات المدمجة في تحديد ما إذا كانت المشكلة في تبديل الإيثرنت، DPU، أو متحكم التخزين—ما يقلص وقت الحل ويحسن مدة تشغيل البنية التحتية للسحابة.
تخيل إجراء بسيط: تفتح تطبيق تسوق وتضغط "عرض تاريخ الطلب". هذا الطلب الواحد يمر عبر أنظمة متعددة—وكل خطوة فرصة لتأخير.
تنقل Smart NICs/DPUs والشرائح المتخصصة (بما في ذلك حلول من بائعين مثل Marvell) العمل المتكرر بعيدًا عن المعالجات العامة:
لا يختار مشغلو السحابة شرائح لأنّها "أسرع" مجردًا—يختارونها عندما يكون العمل كبيرًا، متكررًا، ويستحق تحويله إلى عتاد مخصص. الشرائح المتخصصة ذات قيمة أكبر عند النطاق (ملايين الطلبات المتشابهة)، عندما تكون الاحتياجات قابلة للتوقع (نمط حركة ثابت، بروتوكولات معروفة)، وعندما تتجمع مكاسب صغيرة لتصبح وفورات حقيقية عبر الأساطيل.
عادةً ما ترسم الفرق اختناقاتها الكبرى إلى وظائف محددة: معالجة الحزم والأمن في مسار الشبكة، ترجمة التخزين وحماية البيانات في مسار I/O، أو دوال الضغط/التشفير/الذكاء الاصطناعي في كتل التسريع. سؤال رئيسي: هل يمكن تفريغ المهمة بدون كسر نموذج البرمجيات؟ إذا كانت منصتك تعتمد على ميزات Linux معينة، سلوك تبديل افتراضي، أو دلالات تخزين، يجب أن تتوافق الشريحة مع تلك الافتراضات.
اطلب وضوحًا حول:
المقاييس مهمة، لكنها مفيدة فقط إذا كانت تعكس الإنتاج: خلطات حزم حقيقية، أعماق قوائم انتظار تخزين حقيقية، وعزل مستأجرين واقعي. تُقاس الطاقة كـ"عمل لكل واط"، وليس أقصى معدل نقل—وخاصة عندما تُقيد الرفوف بالطاقة.
جهد الدمج غالبًا ما يكون العامل الحاسم. شريحة أفضل بنسبة 10% على الورق قد تخسر أمام شريحة أسهل في التهيئة والمراقبة والتصحيح على نطاق.
تقلل فرق السحابة المخاطر بتفضيل المعايير (Ethernet، NVMe، PCIe/CXL)، واجهات برمجة تطبيقات موثقة جيدًا، وأدوات إدارة قابلة للتشغيل المتبادل. حتى عند استخدام ميزات بائع (بما في ذلك تلك من Marvell ونظرائها)، يحاولون الحفاظ على سطوح تحكم عليا قابلة للنقل حتى يتسنى للعتاد التطور دون إعادة كتابة كاملة للمنصة.
ينطبق نفس المبدأ على الجانب البرمجي: عند بناء خدمات ستعمل لاحقًا على هذه البنية، من المفيد الحفاظ على بنى قابلة للنقل. منصات مثل Koder.ai يمكنها تسريع النماذج الأولية ونسخ الواجهات الخلفية (Go + PostgreSQL) والواجهات الأمامية React عبر سير عمل معتمد على المحادثة، مع السماح للفرق بتصدير الشيفرة ونشرها بما يتوافق مع السحابة ومتطلبات الامتثال الخاصة بهم.
شرائح بنية البيانات تتحول من "تسريع مرغوب" إلى أنبوب أساس. مع تحول المزيد من الخدمات إلى حساسة للزمن (استدلال الذكاء الاصطناعي، التحليلات في الوقت الحقيقي، فحص الأمان)، ستصبح الرقائق التي تتعامل مع الشبكات، التخزين، وتحريك البيانات مهمة بمقدار المعالجات.
الشبكات ذات النطاق العالي لم تعد طبقة مميزة—إنها التوقع. هذا يدفع رقاقات التبديل، معالجة الحزم، وDPUs/Smart NICs نحو منافذ أسرع، زمن استجابة أقل، وتحكم احتقان أفضل. سيستمر البائعون مثل Marvell في المنافسة حول مقدار العمل الذي يمكن تفريغه في العتاد (تشفير، قياس، تبديل افتراضي) دون إضافة تعقيد تشغيلي كبير.
سيُمكن PCIe وCXL بشكل متزايد التفكيك: تجميع الذاكرة والمعجلات بحيث يمكن "تكوين" الرف حسب الحمل. الفرصة للشرائح ليست فقط في فيز PHY لـCXL—بل في المتحكمات، التبديل، والفيرموير الذي يجعل الموارد المجمعة متوقعة، مؤمنة، وقابلة للمراقبة لفرق السحابة.
تريد الموفرات الكبيرة التمايز وتكاملاً أوثق عبر رقاقات الشبكات، متحكمات التخزين، والتسريع المخصص. توقع برامج شبه مخصصة أكثر حيث يقترن لبنة معيارية (SerDes، تبديل إيثرنت، NVMe) بميزات مخصصة للمنصة، أدوات نشر، ونوافذ دعم طويلة.
الأداء لكل واط سيكون مقياس العنوان، خاصة مع قيود الطاقة. ستتحرك ميزات الأمان أقرب إلى مسار البيانات (تشفير متصل بالخط، التمهيد الآمن، الإثبات). وأخيرًا، ستهم مسارات الترقية: هل يمكنك اعتماد نطاق ترددي جديد، إصدارات CXL، أو ميزات تفريغ جديدة دون إعادة تصميم كامل للمنصة—أو كسر التوافق مع الرفوف الموجودة؟
تركز Marvell بشكل أساسي على طبقة «مسار البيانات» في مراكز البيانات السحابية: الشبكات (واجهات الشبكة/DPUs، رقاقات التبديل)، متحكمات التخزين (وظائف NVMe وما يرتبط بها)، وكتل التسريع المتخصصة (التشفير، معالجة الحزم، الضغط، القياس). الهدف هو تحريك وحماية وإدارة البيانات على نطاق واسع دون استنزاف دورات المعالج الرئيسي.
لأن المعالجات العامة مرنة لكنها غير فعالة في الأعمال المتكررة والعالية الحجم مثل معالجة الحزم، التشفير، ومعالجة بروتوكولات التخزين. تفريغ هذه المهام إلى شرائح مخصصة يحقق:
تُعرّف Smart NIC بأنها بطاقة واجهة شبكة تقدم أكثر من الإرسال/الاستقبال الأساسي، وتضم قدرة معالجة إضافية (غالبًا نوى Arm أو منطق قابل للبرمجة) لتشغيل وظائف الشبكة على البطاقة.
DPU (وحدة معالجة البيانات) تتجاوز ذلك: تصمم لتعمل كـ«حاسوب بنية تحتية» مخصص داخل الخادم، يجمع بين شبكات عالية الأداء، نوى متعددة، مسرعات عتادية (تشفير، معالجة حزم)، وخصائص عزلة قوية لإدارة حركة البيانات والأمن دون الاعتماد على المعالج المضيف.
أمثلة مهام يتم تفريغها:
هذه التفريغات تقلل حمل المعالج وتساعد في تثبيت زمن الاستجابة تحت الضغط.
معظم الحركة داخل مركز البيانات تكون «شرقية–غربية»: اتصالات خدمة-إلى-خدمة، تكرار التخزين، حركة قواعد البيانات/التخزين المؤقت، وأحمال عمل الذكاء الاصطناعي الموزعة. هذه الحركة الداخلية تحتاج زمن استجابة متوقع ونطاق ترددي عالٍ، ما يدفع إلى نقل المزيد من المعالجة إلى واجهات الشبكة/DPUs ورقائق التبديل للحفاظ على الأداء عند الحجم الكبير.
تصميم معظم مراكز البيانات الكبيرة هو طبقة-عمود (leaf-spine):
رقاقة التبديل يجب أن تقوم بتمرير الحزم، تخزينها مؤقتًا عند الذروة، فرض سياسات QoS، وتوفير قياس/مرصودية—بمعدلات خطية عالية.
متحكم التخزين يجلس بين الفلاش وبقية النظام ويقوم بالعمل الذي يجعل التخزين سريعًا وموثوقًا:
الكثير من هذه المتحكمات أيضًا يتضمن تسريعًا للتشفير، الضغط، والمساعدة في رموز الإسقاط/التجزئة لتقليل عبء المعالج المضيف.
NVMe مصمم للفلاش بخلوص منخفض ودعم توازي عالي (قوائم انتظار متعددة وعدد كبير من العمليات المتزامنة). في بيئات السحابة، الفائدة الحقيقية هي زمن استجابة منخفض مستقر تحت الحمل، وليس فقط أقصى معدل نقل—خصوصًا عند ضرب آلاف عمليات I/O الصغيرة على التخزين المشترك في نفس الوقت.
PCIe هو الوصلة عالية السرعة داخل الخادم لربط: بطاقات الشبكة، وحدات التخزين، المعجلات (GPU)، وDPUs/Smart NICs. CXL يبني على نفس الطبقة الفيزيائية لكنه يضيف طرقًا لمشاركة موارد على شكل ذاكرة بكفاءة أعلى. عمليًا، PCIe/CXL تمكّن:
اطلب أدلة مرتبطة بأحمال عمل واقعية ومتطلبات تشغيلية:
جهد الدمج غالبًا ما يحدد الخيار أكثر من أفضلية 10% على الورق.