SmartNIC ASIC 性能

背景介绍

智能网络接口卡（SmartNIC）用于大型数据中心，以卸载服务器 CPU 的网络服务。对于运行大型数据中心的企业来说，这是一种既节约成本又节省能源的策略，可提高可扩展性和安全性。

与传统网卡不同，SmartNIC 提供可编程的数据包处理、存储和网络功能。它们还能监控延迟、速度、吞吐量和数据包丢失等关键网络性能参数。SmartNIC 接口速度通常在 100Gbps 及以上。

最近，一家专注于云数据中心专用集成电路产品开发的中国高科技初创公司正在开发用于大型数据中心和云计算的智能网卡（SmartNIC）的网络互连专用集成电路。

为了验证新 ASIC 的性能，公司需要一个网络仿真器。

挑战

检测和纠正各种网络故障的能力是 SmartNIC ASIC 的一项重要功能。例如，通过前向纠错功能纠正位错误，检测并修复短链路故障，重新排列失序数据包，以及测量延迟和抖动。作为产品开发的一部分，中国供应商需要验证 ASIC 在受到各种网络损伤时的性能。

必须准确无误地插入损伤。例如，为了准确验证 FEC 功能的性能，需要以受控方式在物理层随机插入位错误。由于 ASIC 可以检测和修复非常短的链路故障，因此非常准确地模拟这种短链路故障也非常重要。

在此之前，中国供应商一直使用基于软件的测试仪进行验证测试。然而，这些解决方案在性能和准确性方面都无法满足插入损伤以全面验证其实施性能的要求。

解决方案

因此，该公司决定在其北京研发中心试用Teledyne LeCroy Xena E100 Chimera 网络仿真器，以评估它是否能提供所需的精度和准确度。

E100qChimera 可模拟各种网络损伤，如延迟、抖动、数据包和端口损伤、灵活分布和 BW 整形。这些损伤可在五种以太网速度下进行：100GE、50GE、40GE、25GE 和 10GE。这种灵活性通过两个物理收发器机箱实现，两个机箱均支持 QSFP28 和 QSFP+ 收发器。

这种多功能解决方案可为实验室网络设备之间的流量提供一致、准确、定义明确且可重复的损伤。

E100qChimera 是对网络基础设施进行损伤测试的理想选择，其以太网端口最高可支持 100GE，使用基于图形用户界面的XenaManager软件可轻松控制该设备。

利用 E100Chimera强大的 PMA 层错误注入功能及其随机注入模型，该公司能够真实地引入比特错误，模拟现实世界中的网络受损情况。

为了验证 ASIC 检测超过 10 毫秒链路中断的能力，使用 E100Chimera 分别插入了精确到 9 毫秒和 11 毫秒的链路瓣。该测试证实，ASIC 能如期从 11 毫秒的链路中断中恢复。

SmartNIC ASIC 的另一个重要功能是纠正因负载平衡等原因造成的数据包顺序混乱。

如图 1 所示，E100Chimera 可以很容易地故意安排错误的数据包顺序。通过 SmartNIC ASIC 传输此数据包序列，供应商可迅速确认新的 ASIC 纠正了顺序错误的序列（图 2）。

E100Chimera 损伤测试仪还能高精度地模拟各种配电模型的延迟和抖动。在线速下插入了从微秒级到秒级的延迟损伤。这样，就可以准确测试 ASICS 和智能网卡的不同延迟的影响。

摘要

智能网卡正在取代大型数据中心的传统网卡，以提高可扩展性和安全性。通过集成可编程数据包处理、存储和网络功能，SmartNIC 可以卸载服务器 CPU 的网络服务。此外，SmartNIC 还可监控关键网络损伤并进行恢复。

一家开发智能网卡专用集成电路（ASIC）的中国供应商需要一个准确、精确、基于硬件的测试解决方案来验证其产品设计。在此之前，他们使用的是基于软件的测试仪，但不够精确。

E100Chimera 是一种极具成本效益的网络仿真解决方案，使他们能够轻松地全面验证其产品的性能，从而为客户提供更好的产品。