Google heeft Falcon uitgebracht, een hardware-ondersteunde transportlaag met lage latentie

Tijdens de OCP Global Summit (die een paar dagen geleden plaatsvond) Google onthuld via een advertentie het besluit om zijn Falcon-technologie voor gegevensoverdracht vrij te geven en de overdracht van de ontwikkeling ervan na het Open Compute-project, waarvan het doel de gezamenlijke ontwikkeling is van open hardwarespecificaties om datacenters uit te rusten.

valk (hardwaretransport, hardwareversnelde transportlaag) aangeprezen als de volgende generatie Ethernet, aangezien Google dat veronderstelt is in staat de prestaties en efficiëntie van gegevensoverdracht op standaardnetwerken te verbeteren bestaande netwerken op basis van Ethernet en TCP/IP die cruciaal zijn voor prestaties en latentie, zoals netwerken voor high-performance computing en kunstmatige intelligentie.

Workloads zoals opslag hebben sommige van deze kenmerken al lange tijd nodig; Met nieuwere gebruiksscenario's zoals grootschalige AI/ML-training en high-performance computing (HPC) is de behoefte echter aanzienlijk toegenomen. In het verleden hebben we onze ervaringen op het gebied van traffic shaping, congestiecontrole, load-balancing en meer openlijk gedeeld met de industrie door onze ideeën bij te dragen aan de Association for Computing Machinery en Internet Engineering Task Force.

Om dit doel te bereiken hebben we Falcon ontwikkeld om een ​​gelaagde prestatiefunctie mogelijk te maken voor transporten die alleen via software worden uitgevoerd. 

Over Valk

In de protocolbeschrijving wordt vermeld dat Falcon Het is ontworpen om zich aan te passen aan datacenternetwerken y is ontworpen voor bieden voorspelbare hoge prestaties, lage latentie, flexibiliteit en uitbreidbaarheid.

Als onderdeel van zijn functie om lage latentie te bieden op snelle Ethernet-netwerken die pakketverlies tolereren, gebruikt Falcon drie principes: gedetailleerde meting van de vertragingen tussen het verzenden van een verzoek en het ontvangen van een antwoord (RTT, time round-trip), hardware-geïmplementeerde verkeersaanpassing voor individuele stromen, en snelle en nauwkeurige pakkethertransmissie. Deze eigenschappen worden aangevuld met middelen voor gelijktijdige toegang via meerdere kanalen (Multipath) en ondersteuning voor verbindingsversleuteling.

Naast deze basis is Falcon van de grond af aan ontworpen als een multi-protocol transport dat ULP kan ondersteunen met sterk uiteenlopende applicatiesemantiek en prestatie-eisen. De ULP-mappinglaag biedt niet alleen kant-en-klare ondersteuning voor Infiniband Verbs RDMA en NVMe ULP, maar bevat ook aanvullende innovaties die cruciaal zijn voor toepassingen op magazijnschaal, zoals flexibele bestelsemantiek en elegante foutafhandeling. 

Last but not least zijn de hardware en software gezamenlijk ontworpen om samen te werken om de gewenste kenmerken van hoge berichtsnelheid, lage latentie en hoge bandbreedte te helpen bereiken, terwijl de flexibiliteit voor programmeerbaarheid en voortdurende innovatie behouden blijft.

Van de kant van de Falcon-basis wordt vermeld dat het om de volgende technologieën gaat:

• Carrousel: een verkeersbeperkend mechanisme (Traffic Shaping), dat het mogelijk maakt de prestaties en intensiteit van de pakketstroom in de context van individuele hosts te reguleren.
• Snap: een op microkernel gebaseerd netwerksubsysteem dat kan worden uitgebreid met modules waarmee geavanceerde functies kunnen worden toegevoegd, zoals netwerkvirtualisatie, verkeersbeperking en functies voor het bezorgen van berichten.
• Snel: een congestiecontrolemechanisme voor netwerken op datacenterniveau, waarbij een latentie van minder dan 50 microseconden wordt bereikt voor korte RPC-berichten, terwijl een doorvoer van 100 Gbps per server wordt gehandhaafd bij een belasting van bijna 100%.
• RACK-TLP: een algoritme om pakketverlies voor TCP te bepalen.
• PLB: is een load-balancing-mechanisme dat gebruik maakt van congestiesignalen.
• CSIG: Een telemetrie-uitwisselingsprotocol dat wordt gebruikt om congestie- en verkeerscontrolesignalen te verzenden.
• PSP: verkeersversleutelingsprotocol.

Falcon-ondersteuning zal voor het eerst beschikbaar zijn in de Intel IPU E2000-serie netwerkversnellers, die een Ethernet-adapter combineren met een programmeerbare processor die bewerkingen aankan die doorgaans worden uitgevoerd in de netwerkstack of systeemzijde, zoals verkeers- en congestiebeheer en analyse van protocollen op hoog niveau.

Tot slot, als u geïnteresseerd bent om er meer over te weten, kunt u de details raadplegen in de volgende link.