Artiza Networks, 인텔® Agilex™ 7 FPGA 및 Open FPGA Stack 기반 Griffin SmartNIC 출시

요약

인텔 FPGA SmartNIC N6000-PL 플랫폼은 인텔의 3세대 SmartNIC로, 2x100Gbps Ethernet 연결을 제공하여 통신 및 네트워킹 워크로드를 가속화합니다. Artiza Networks Griffin N6060/61은 최신 프로덕션 레벨 N6000 플랫폼 기반의 카드 솔루션입니다. Artiza Networks는 N6000 플랫폼과 OFS를 출발점으로 삼고 N6000 플랫폼보다 두 배 많은 LE를 통합하도록 Griffin N6060/61을 맞춤화하여 더 크고 더 높은 성능을 요구하는 워크로드를 처리할 수 있도록 했습니다.

AFU 또는 ‘워크로드 영역’은 인텔 FPGA PAC D5005 AFU 및 인텔 FPGA PAC N3000 AFU를 비롯한 이전 세대 인텔 프로그래밍 가능 가속 카드(PAC)에서 특별한 수정 없이 쉽게 이식할 수 있습니다. LE 수를 두 배로 늘림으로써 AFU 성능도 N3000 및 N6000 플랫폼 대비 두 배로 향상되었습니다.

배경 및 과제

Artiza Networks는 RAN(무선 액세스 네트워크)과 CN(코어 네트워크) 도메인을 비롯한 3G, 4G, 5G 무선 네트워크 분야의 업계 리더입니다. Artiza는 20년 이상의 기간 동안 네트워크 업계 최고의 공급업체 및 운영업체와 협력하여 세계에서 가장 진보된 모바일 네트워크의 RAN 및 CN 노드를 테스트하고 있습니다.

2021년 인텔은 최신 인텔 FPGA SmartNIC N6000-PL 플랫폼을 발표했는데, 이는 인텔® Agilex™ 7 FPGA F 시리즈 기반 개발 플랫폼입니다. N6000 플랫폼은 이전 모델인 인텔 FPGA PAC N3000에 비해 전력 및 성능에서 상당히 향상된 기능을 제공했습니다. 이 개발 플랫폼은 vRAN, vCSR(가상 셀 사이트 라우터), CN2(Cloud Native Contrail Networking), SMTE ST2110, UPF(사용자 평면 기능) 등의 다양한 애플리케이션에서 통신 및 네트워킹 워크로드를 지원하는 것을 목표로 했습니다. N6000 플랫폼은 또한 인텔 FPGA PAC N3000 FEC(순방향 오류 수정) 가속 솔루션도 개선했습니다.

Artiza는 유선 및 베이스밴드 형식의 PCB, FPGA, 디지털 신호 처리(DSP) 개발에 대한 전문 지식을 비롯한 Artiza의 광범위한 엔지니어링 리소스와 업계 리더십을 결합하여 최신 SmartNIC인 Griffin N6060/61을 개발할 수 있었습니다. Griffin N6060/61은 인텔 FPGA SmartNIC N6000-PL 플랫폼 파생 제품입니다.

하지만 카드만 제공하면 Griffin N6060/61을 구매하는 워크로드 공급업체는 FPGA 워크로드 개발에 리소스를 투입해야 하는 부담을 안게 됩니다. 이 워크플로에는 하드웨어 합성, 컴파일, 라우팅 및 타이밍 개선부터 소프트웨어 드라이버 개발 및 오케스트레이션/가상화에 이르는 하드웨어 및 소프트웨어 개발이 포함됩니다. 이는 일반적으로 9~12개월이 소요되는 긴 개발 주기입니다.

솔루션

Artiza Networks는 맞춤형 FPGA 보드 개발 프로세스를 용이하게 하고 자사 보드를 구매하게 될 후속 워크로드 공급업체의 어려움을 덜어 주기 위해 OFS를 채택했습니다.

OFS는 맞춤형 FPGA 기반 보드 및 워크로드의 개발 시간을 단축하는 것을 목표로 하는 오픈 소스 인프라입니다. 이는 참조 하드웨어와 함께 완전한 오픈 소스 인프라를 제공함으로써 FPGA 개발자가 개발을 가속화하고 표준화할 수 있도록 지원하는 핵심 기본 도구입니다. OFS 인프라에는 일반적으로 '셸'이라고 하는 FIM(FPGA 인터페이스 관리자)과 워크로드 개발을 위해 지정된 AFU 영역이 포함되어 있습니다. 보드 또는 FIM 개발자가 OFS를 사용하면 오픈 소스 인프라 또는 기본 FIM을 활용하여 대상 애플리케이션 또는 산업에 따라 보드에 적합한 맞춤형 FIM을 신속하게 개발할 수 있습니다.

Artiza Networks는 OFS 워크플로를 따름으로써 맞춤형 개발의 출발점이 되는 오픈 소스 하드웨어 및 소프트웨어 인프라를 계승하여 시장 출시 시간을 크게 단축했습니다. 인텔 Agilex FPGA 기반 개발을 위해 작성된 모든 소스 코드 및 기술 문서는 Artiza가 활용한 인텔 FPGA SmartNIC N6000-PL 플랫폼에서 검증 및 테스트되었습니다. 이는 OFS를 바로 사용하여 개발자가 컴파일 준비가 된 타이밍 폐쇄형 FPGA 셸, 작동 중인 호스트 연습기, 펌웨어/RTL, 실행 중인 소프트웨어 및 하드웨어 연결, 대역폭, 보드 모니터링 정보 등 시작 프레임워크에 즉시 액세스할 수 있음을 의미합니다. 카드가 설치되면 서버가 카드의 상태와 기능을 즉시 확인할 수 있습니다.

OFS의 또 다른 이점은 이제 워크로드 공급업체가 FPGA를 응용 프로그램 계층에 연결하는 소프트웨어 드라이버 라이브러리를 보유하고 있다는 것입니다. 따라서 Artiza Networks가 자체 FPGA 샘플 설계를 개발해야 하는 부담이 해소됩니다. 이는 또한 워크로드 공급업체가 FPGA 셸, I/O 또는 메모리를 크게 수정할 필요 없이 RTL 개발에 집중할 수 있도록 보장합니다.

결과

Griffin N6060/N6061 샘플 카드는 2023년 6월에 일본, 미국, 중국, 인도, 핀란드에서 출하를 시작했습니다. FH3/4L 슬롯이 있는 이 카드는 GPU 프로필에 맞는 크기이며 PCIe 4.0 x16이 있는 서버에 설치할 수 있습니다. 이 카드는 GPU와 동일한 ATX 8핀 커넥터를 사용하므로 GPU 대신 서버에 설치할 수도 있습니다.

Artiza Networks는 최소 7년간 Griffin N6060/N6061 카드를 계속 공급할 계획입니다. 또한 Griffin에 이어 PCIe 기반 SmartNIC를 계속 개발할 계획입니다. Griffin N6060/N6061은 vRAN, NFV 및 MEC 네트워킹 애플리케이션을 대상으로 합니다.

OFS를 사용하여 FPGA 가속을 시작하는 방법

FPGA 개발자는 Artiza Networks의 OFS 지원 Griffin N6060/N6061 SmartNIC를 활용하고 오픈 소스 문서 및 소스 코드를 사용하여 맞춤형 워크로드 구축을 시작할 수 있습니다.

다음 표는 개발자가 Artiza Networks의 가속 보드를 사용하여 FPGA 기반 워크로드 개발을 시작할 수 있는 방법을 간략하게 설명합니다.