Ericsson、Red Hat、VMware とのテストでは、DPU　がより高速でエネルギー効率に優れたネットワークを実現

データ プロセッシング ユニット (DPU) で高速化された、エネルギー効率に優れたネットワークのおかげで、データセンターがよりグリーンになってゆく実態が、確かな数字で示されました。

Ericsson、Red Hat、VMware の協力により行われた一連のテストで、NVIDIA BlueField-2 DPU を使用するサーバーが最大 24% の消費電力削減が確認されています。あるケースでは、CPU の 54 倍のパフォーマンスを実現しています。

先頃のホワイトペーパーで紹介された研究では、コアのネットワーキング処理を、電力消費の激しいホスト プロセッサから、それをより効率よく実行できるよう設計された DPU にオフロードしました。

DPU によるアクセラレーテッド コンピューティングをネットワーキング、セキュリティ、ストレージの処理に活用することは、データセンターの電力効率向上に向けた次なる大きなステップの 1 つです。これは、グリーン コンピューティングの時代へ移行するデータセンターにとって、数少ない最適化手法では最新のものであるとホワイトペーパーは説明しています。

VMware vSphere での DPU テスト

トレンドがエネルギー効率に優れたネットワークへ向かっていると考える VMware は、世界で数千社が使用している同社の仮想化ソフトウェアを DPU で実行できるようにしました。今秋の vSphere 8 ソフトウェアのリリース以来、NVIDIA は VMware とともにいくつかテストを行ってきました。

例えば、VMware vSphere Distributed Services Engine (DPU を使用してネットワーキングやセキュリティの機能をオフロードおよび高速化するソフトウェア) においては、BlueField-2 は、DPU がない場合に CPU に要求されるリソースを 20% 解放し、より高いパフォーマンスを実現しました。

つまりユーザーは、より少ないサーバーで同じワークロードを実行できる、または同じサーバーでより多くのアプリケーションを実行できることになります。

200 万ドル近くの電力コスト削減

通信事業者が運営するデータセンターほど、高負荷の処理を大量に要求されるデータセンターはまずないでしょう。そのネットワークは、スマートフォンのユーザーが生成したり要求したりするあらゆるデータを、セルラー ネットワークとインターネット間でやりとりするのです。

Ericsson の研究者たちは、通信事業者が SmartNIC (DPU の機能を担うネットワーク インターフェイス カード) を使うことで、この大量のワークロードの電力消費を削減できるかどうかテストしました。このテストでは、NVIDIA ConnectX SmartNIC がネットワーキングのタスクを処理する間、CPU をスローダウンまたはスリープさせました。

その結果は、先頃の記事で詳述されているとおり、驚くべきものでした。

最大限の負荷をかけたネットワークで、サーバーの CPU のエネルギー消費は、190Wから 145W へと 24% 低下しました。このように DPU を利用するだけで、大規模なデータセンターでは電力コストを 3 年間で 200 万ドル近く削減することが可能です。

Ericsson は 3 つのシナリオを用意し、5G ネットワークのユーザー プレーン ファンクションを DPU 上で実行

記事の中で、Ericsson の CTO であるエリック エクデン (Erik Ekudden) 氏は、この研究の重要性を次のように強調しています。

「通信サービス プロバイダーの間では、ネットワークのエネルギー消費を削減する革新的なソリューションの発見と導入の緊急性が高まっています。そして DPU のテクノロジは、さまざまなトラフィック条件においてエネルギーを節約します」

オーバーヘッド 70% 削減、パフォーマンスは 54 倍向上

Fortune 500 の銀行、航空会社、通信会社の半数がソフトウェア コンテナの管理に使用している Red Hat OpenShift でのテスト結果はさらに劇的でした。

このテストで、BlueField-2 DPU は、アプリケーションやコードのポータブルなパッケージを管理するのに必要な仮想化、暗号化、ネットワーキングのジョブを処理しました。

DPU が CPU にかかるネットワーキングの要求を 70% 削減した結果、解放された CPU は他のアプリケーションを実行できました。さらに、DPU はネットワーキングの処理を 54 倍も高速化しました。

このテストの詳細は、こちらの技術ブログをご覧ください。

ゼロトラストへの道を加速

あらゆる業種を超えて、企業はネットワークのセキュリティを向上させるためにゼロトラストの哲学を受け入れつつあります。そこで NVIDIA は、人気の高いデータセンター暗号化プロトコルの 1 つである IPsec を BlueField DPU でテストしました。

テストの結果、データセンターは DPU で IPsec を実行しているネットワーク上でパフォーマンスを向上させることができ、電力消費をサーバーで 21%、クライアントで 34% 削減できることがわかりました。大規模なデータセンターでは、電気料金を 3 年間で 900 万ドル近く節約できることになります。

NVIDIA とパートナーは引き続き、DPU をさまざまなポートフォリオのユース ケースでテストしていきますが、大局は明らかです。

ホワイトペーパーでは、「エネルギー コストが上昇し、グリーン IT インフラストラクチャへの需要が高まる現在、DPU の利用はますます広がるでしょう」と結論づけています。

数字を知るのも良いことですが、百聞は一見に如かずです。こちらに登録して、DPU に対応した VMware vSphere を実際にテストしてみてください。