SmartNIC（智能網卡）到底是什么，它能做什么？基于DPU的SmartNIC不只是能實現網卡的連接作用，還實現了通常由CPU執行的網絡流量處理。SmartNIC能夠執行加密/解密、防火墻、TCP/IP和HTTP處理。本文從5個方面說明了為什么近年來SmartNIC的使用率一直在上升。

No.1 網絡正面臨前所未有的壓力

人工智能、機器學習、網絡安全、超大規模架構和云服務等趨勢的興起，對網絡提出了前所未有的要求，特別是在性能和正常運行時間方面。這些因素加上遠程辦公帶來的網絡使用激增，正在推動網絡帶寬、用戶數量和活躍網絡流量數量的增加——所有這些都增加了的計算復雜性。網絡流量的增長和攻擊媒介的日益復雜給服務器基礎設施計算節點的CPU帶來了巨大的壓力。

No.2 是什么推動了對網絡性能的需求

目前有很多服務都要求更低的延遲來支持部署在網絡邊緣的實時應用程序和服務，例如視頻會議（Zoom，Microsoft Teams等）、5G和自動駕駛汽車。

其他因素還包括需要支持傳統網絡服務，以及應對5G和IoT等服務的增長，這些都對網絡提出了很高的性能要求。

No.3 減輕CPU負擔

利用SmartNIC能夠將數據包處理工作負載從CPU轉移到基于FPGA的SmartNIC。通過卸載服務器CPU的網絡處理工作負載和任務，SmartNIC提高了云和私有數據中心的服務器性能。在數據中心網絡流量和計算復雜性不斷增長的推動下，采用SmartNIC提供了一種處理架構，通過SmartNIC為某些工作負載提供計算，并從通用計算內核中卸載這些工作負載，從而提高整體解決方案的效率。

No.4 SmartNIC能夠更好地支持數據平面工作負載

在任何虛擬化的網絡基礎設施中，服務器內部都有大量的數據平面網絡需求。網絡工作負載在計算方面特別昂貴。單是虛擬交換一項就可以占用服務器90%以上的可用CPU資源。卸載網絡任務可以將這些重要的資源返回給應用層。

加密算法是數據平面處理中變化最快的方面之一，也是最復雜和計算最密集的部分。 SmartNIC可以在可編程的情況下分擔這項昂貴的任務，只需更新SmartNIC軟件，就可以選擇在硬件中部署新的加密算法。

No.5 關于SmartNIC的真相

企業需要了解SmartNIC部署的替代方案和標準。最簡單的就是為下一代x86處理器增加計算能力，但是不可否認的事實是摩爾定律不再適用。因此，僅“拋出計算”的想法是行不通的。

與標準網卡相比，SmartNIC在價格和功耗上都具競爭力，這就消除了智能網卡太貴、太耗電的爭論。智能網卡也并不復雜，部署智能網卡與使用標準網卡和軟件的難易程度相似。

SmartNIC的使用大大降低了大規模部署網絡服務的TCO。通過使用SmartNIC提高每個計算節點的計算能力，在提供同等計算的情況下，相比標準網卡，SmartNIC所需的服務器數量更少，從而降低了前期成本、占用空間、電力和冷卻要求。

SmartNIC是面向未來的，它們是完全可編程的，因此在網絡部署方面的投資將經得起時間的考驗。 ASIC雖然提供了良好的性能，但是設計時間長，且是完全靜態的，不利于未來的發展。隨著網絡、協議、封裝和加密算法的快速變化，以軟件的速度改變硬件的能力對于成功至關重要。

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