Datenverarbeitungseinheit

Insgesamt betrachtet war die Entwicklung der Servertechnologie und von Rechenzentrumsanwendungen stets darauf ausgerichtet, neue Unterstützung für die zentrale Recheneinheit (CPU) zu schaffen und dadurch die Rechenleistung zu steigern. Das offensichtlichste Beispiel ist die GPU, die ursprünglich zur Darstellung von Computergrafiken entwickelt wurde. Daraus entstand die GPGPU, als erkannt wurde, dass sich GPUs nicht nur für die Grafikdarstellung einsetzen lassen. Durch die Synergien aus heterogenem und parallelem Rechnen werden GPGPUs heute umfassend eingesetzt, um die Rechenleistung von CPUs in die Bereiche High Performance Computing (HPC) und Supercomputing zu erweitern.

Die DPU (Data Processing Unit, Datenverarbeitungseinheit) ist ein jüngerer Meilenstein bei der Umsetzung dieses Konzepts. Als dritte Säule des Rechenzentrums neben CPU und GPU entlastet die DPU die CPU, indem sie deren Netzwerk- und Kommunikationsaufgaben übernimmt. Mithilfe von Hardwarebeschleunigung und leistungsfähigen Netzwerkschnittstellen ist sie besonders für Datenübertragungen, Datenkomprimierung, Datenspeicherung, Datensicherheit und Datenanalyse geeignet. Während diese Aufgaben traditionell von der CPU ausgeführt werden, können sie in einer großen Serverfarm oder einem Serverraum an DPUs delegiert werden, sodass die CPUs für andere Workloads zur Verfügung stehen. Das kann bei datenintensiven Anwendungen wie Big Data, künstlicher Intelligenz (KI), maschinellem Lernen und Deep Learning einen erheblichen Leistungsunterschied bewirken.

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Die Integration von DPUs in Ihre Rechencluster kann die Leistung steigern – insbesondere bei groß angelegten Projekten, die die Grenzen der Datentechnologie ausloten. In einem Rechenzentrum, das DPUs für die Datenübertragung zwischen Prozessoren einsetzt, sind schnellere Berechnungen, eine höhere Verfügbarkeit, mehr Sicherheit und eine bessere gemeinsame Datennutzung zu erwarten. Befürworter sind überzeugt, dass DPUs künftig eine zentrale Komponente von Cloud-Computing-Rechenzentren sein werden, da immer größere Datenmengen in die Cloud übertragen werden.

Eines der führenden DPU-Produkte auf dem Markt ist die NVIDIA BlueField®-2 DPU. Sie übernimmt wichtige Netzwerk-, Speicher- und Sicherheitsaufgaben von den CPUs und ermöglicht es Unternehmen, ihre IT-Infrastruktur in hochmoderne Rechenzentren zu transformieren, die beschleunigt, vollständig programmierbar und mit „Zero-Trust“-Sicherheitsfunktionen ausgestattet sind, um Datenlecks und Cyberangriffe zu verhindern. Der GIGABYTE G242-P32, ein GPU-Server der G-Serie, ist Bestandteil des Nvidia Arm HPC Developer Kit – einer integrierten Hardware- und Softwareplattform für HPC-, KI- und wissenschaftliche Rechenanwendungen. Das Kit ist mit zwei NVIDIA® Bluefield®-2 DPUs ausgestattet. Das Arm HPC Developer Kit wird bereits von Kunden aus zahlreichen Branchen erfolgreich eingesetzt, darunter das Graduate Institute of Networking and Multimedia der National Taiwan University (NTU). Das Institut hat ein intelligentes Verkehrssystem entwickelt, das sogenannte „High-Precision Traffic Flow Model“, mit dem autonome Fahrzeuge getestet und unfallträchtige Straßenabschnitte identifiziert werden können, um umgehend geeignete Maßnahmen einzuleiten.