Aug 06, 2024 By Tim Lustig
Spotlight: NVIDIA BlueField DPUs Power the VAST Data Platform for AI Workload Optimization | NVIDIA Technical Blog
聚焦：NVIDIA BlueField DPU
为 VAST 数据平台提供动力，以优化 AI 工作负载
随着对复杂 AI 能力的需求不断增加，VAST 数据推出了 VAST 数据平台，该平台现已增强了 NVIDIA BlueField DPU。这项创新旨在满足 AI 驱动的数据中心的严格要求，并优化 AI 工作负载和数据管理。
这篇文章介绍了 BlueField DPU 如何在性能和效率方面为 VAST 提供显著提升，以确保更快的数据访问和处理速度，同时降低功耗和空间需求。
1、管理 AI 工作负载的挑战
优化 AI 工作负载需要管理大量非结构化数据，确保高速数据访问，并保持强大的数据安全。传统的数据存储和处理系统通常在延迟、低效和可扩展性问题上挣扎，这可能会阻碍 AI 应用程序的性能。此外，对实时数据处理和严格安全的需求增加了有效管理 AI 工作负载的复杂性。
2、NVIDIA BlueField DPU 的好处
BlueField - 3 DPU 使组织能够满足现代 AI 工作负载的苛刻要求，确保更快的数据访问、强大的安全性和提高整体效率。继续阅读以了解更多关于 NVIDIA BlueField DPU 为 VAST 数据平台和 AI 工作负载带来的具体好处。
3、提高存储效率、数据完整性和安全性
将 NVIDIA BlueField DPU 集成到 VAST 数据平台代表了存储处理技术的重大飞跃。通过将基本的存储操作卸载到 DPU，结果是降低了功耗和空间，同时增强了存储网络带宽，提高了性能，并确保了可扩展性。这些增强对于处理 AI 应用程序中典型的大量数据至关重要，有助于更快的数据访问和处理速度。
VAST 数据的最新产品代表了 AI 环境数据平台的关键发展，将高密度存储与尖端的 BlueField DPU 技术相结合。这种强大的组合确保了卓越的性能，最大限度地提高了效率，并为最苛刻的 AI 环境提供了所需的可扩展性。
NVIDIA BlueField - 3 DPU 和 SuperNIC 部署图，包括 GPU 服务器（顶部）、两个交换机（中间）和 VAST 数据节点（底部）。
图 1. NVIDIA BlueField DPU 提高了服务器、存储控制器和存储机柜中的存储性能、安全性和效率
在 VAST 数据的传统架构中，CNodes（计算节点）是负责运行存储协议和管理服务的 x86 服务器。VAST 的独特方法包括将 NVIDIA BlueField DPU 集成到他们的平台中。这种集成将基本的存储操作从 CPU 卸载到 DPU，增强了存储网络带宽并降低了功耗。卸载到 DPU 允许减少所需的专用 CNodes 的数量，因为 DPU 可以更有效地处理必要的计算任务。
同样，通过减少计算节点，对外部网络交换机的依赖也减少了，降低了所需的交换机端口数量以及管理它们的复杂性和成本，从而简化了网络架构。BlueField DPU 通过卸载和隔离存储功能，显著增强了 I / O 操作的处理能力，协助并行数据服务，并在 AI 环境中提供块存储服务。结果是一个更精简、更高效的基础设施，需要更少的物理服务器来实现相同的性能水平。
NVIDIA BlueField DPU 以多种方式增强了 VAST 数据平台，包括：
1）提高 I / O 性能：BlueField 促进了 NVMe 存储访问，能够以超过 60 GB /s 的速度处理数据，优化了数据密集型应用程序的访问速度。
更好的存储性能：支持高达 400 Gbps，BlueField DPU 增加了吞吐量并提高了 I / O 效率。像 1）2）GPUDirect Storage 和基于融合以太网的 RDMA（ROCE）这样的功能促进了高效、低延迟的数据传输，这对于高速数据密集型应用程序至关重要。
3）服务质量：每个 GPU 服务器都配备了一个专用的 BlueField - 3 DPU，为 VAST 并行服务操作系统提供动力。这允许每个 DPU 在 VAST 数据平台的共享命名空间中进行读写，而无需跨容器协调 I / O，从而消除了竞争。
4）加速安全：BlueField DPU 卸载关键的安全任务，如加密和深度数据包检查，减少了 CPU 的计算负载，并增强了整体系统性能。BlueField - 3 还消除了对处理 IO 的内核驱动程序的需求。这种方法减少了攻击面，并最大限度地减少了基于主机的漏洞的潜在影响，特别是在多租户环境中。
5）提高效率：BlueField DPU 显著增强了存储处理能力，在提高存储网络带宽的同时降低了功耗和空间需求。
4、结果
将 NVIDIA BlueField DPU 集成到 VAST 数据平台取得了令人瞩目的结果：
1）增强性能：BlueField - 3 从主 CPU 卸载计算密集型任务以提高性能，这对于 AI 应用程序至关重要。
2）服务质量：通过在容器内操作共享命名空间，每个 GPU 服务器都有一个专用的 BlueField DPU，能够与数据节点直接通信，减少延迟和跳数，以简化 I / O 操作。
3）提高效率：通过将功耗降低 77% 和机架空间需求降低 73%，该平台为数据中心提供了更可持续的解决方案。
4）强大的安全性：增强的安全功能确保数据完整性和防止未经授权的访问。
这些进步使 VAST 数据平台成为推动 AI 驱动的数据中心性能和效率的关键组件。该平台处理大量数据的能力具有最小的延迟和高安全性，特别值得注意，为 AI 创新提供了坚实的基础。
通过集成 BlueField，VAST 加速了操作，简化了安全管理，并增强了监控能力。BlueField 提供了改进的数据服务和强大的安全功能，包括用于实时洞察和快速异常检测的先进遥测。这种集成不仅优化了性能，而且减少了对大量硬件的需求，使系统更高效、更具成本效益。BlueField DPU 是推动 VAST 数据平台先进性能和效率的关键组件，专为现代 AI 数据中心量身定制。
VAST 数据与 NVIDIA 的合作对于推进 AI 基础设施至关重要，并彻底改变了 AI 驱动的数据基础设施的格局。通过利用 BlueField - 3 DPU，VAST 数据成功地增强了其 AI 云架构，提供了前所未有的性能、安全性和效率。这种集成使 VAST 数据能够将关键的网络、存储和安全任务从 CPU 卸载到 DPU，显著减少了数据中心的占地面积和功耗。
5、总结
NVIDIA 和 VAST 数据合作开发了一个强大、可扩展和安全的 AI 基础设施，专为现代企业和服务提供商量身定制。这种集成解决方案提高了 AI 工作负载的性能，并简化了广泛 AI 系统的部署和管理。
此外，BlueField - 3 DPU 使 VAST 数据能够采用零信任安全模型，确保数据隔离和强大的威胁防护。这是多租户环境的基本特征，在多租户环境中，安全高效的数据管理至关重要。DPU 还支持将存储和安全处理服务直接集成到 AI 服务器中，并实现服务质量（QoS）功能，用于协调跨 DNodes（数据节点）的 I / O，以促进真正的线性可扩展性并消除数据服务的竞争。
随着 AI 继续推动创新并重塑行业，VAST 数据与 NVIDIA 的合作体现了将先进的 DPU 技术集成到数据中心架构中的好处。
乐生活与爱IT 编者 备注：受刘年超刘总启发，我稍微做了一下调研，期间借用了ChatGPT、豆包等AI工具，大约只需40分钟，即可找到原始文章，并翻译和发布。
