Innova™- 2 Flex  可编程网络适配卡

高级可编程网络适配器系列，提供行业领先的加速和性能

Mellanox Innova-2 Flex 是创新型适配器系列，结合了高级 ConnectX®-5 以太网网络控制器 ASIC 和先进的板载 FPGA。Innova-2 Flex 最大限度地提高网络效率和可扩展性，为客户提供一种开放的平台，可为包括存储、高性能计算 (HPC)、机器学习、安全、网络等在内的一系列应用开发定制的卸载。

创新的体系架构

Mellanox Innova-2 Flex 可编程网络适配器采用两种不同的体系架构：Innova-2 Flex 可编程管线 (P2 ) 和 Innova Flex-2 Open。客户能够利用这些适配器来加速各种自定义网络安全应用、机器学习应用（包括图像识别、深度学习和推理）或网络分析应用（如大数据和基因组研究）。

Innova-2 Flex 可编程管线 (P²) 25Gb/s 网络适配器

Innova-2 Flex 可编程管线 (P2) 的独特体系架构尤其适合加速网络应用，如虚拟交换机加速，同时最大限度地利用 ConnectX-5 卸载能力（图 1）。通过先进的框架（图 2），Innova-2 Flex P2 能扩展 ConnectX-5 转向能力，提供先进且完全灵活的包处理管线。Innova-2 Flex P2 网络适配器允许在网络入口和出口管线的各个阶段插入自定义逻辑。通过双端口 25Gb/s 以太网端口连接，Innova-2 Flex P2 可以加速一系列工作负载，包括 NFV、安全工作负载、应用程序队列等。

INNOVA-2 FLEX 用于存储

Innova-2 Flex 具备加速和扩展不同类型存储应用程序的能力。例如，能帮助实现透明的数据压缩、解压缩或重复数据删除功能，提高总体存储利用率，而不给 CPU 增加任何其他负担。

INNOVA-2 FLEX 用于 HPC 和机器学习

Innova-2 Flex 通过实现较高速度、较低延迟的互连，并通过执行特定于客户的网络内计算，有助于应对 HPC 和机器学习的主要挑战。

Innova-2 Flex 有能力在 Innova-2 Flex 加速之上对特定于客户的网络内计算逻辑进行编程，这些加速包括标签匹配、RDMA 和使用 rCUDA 的 GPUDirect®。通过将特定的计算元素卸载到 Innova-2 Flex，通信延迟可以减小一个量级，机器学习推理和训练阶段可以得到显著加速。

INNOVA-2 FLEX 用于媒体和娱乐

Innova-2 Flex 可编程适配器通过自定义加速，为流媒体应用提供独特的差异化兼容解决方案。使用 Innova-2 Flex，由于能够在一台主机上处理多个 4K/8K 流，并且具有较低的 CPU 和 PCIe 带宽利用率，所以，多媒体应用能够同时获得可扩展性和效率。

视频应用能利用 Innova-2 Flex 进一步实现：

– 数据包调步，由 Innova 2 Flex 内的 ConnectX-5 在本机内卸载，可通过 FPGA 逻辑进一步自定义

– 多观众应用的视频压缩

– 用来实现视频冗余的无缝保护交换机

软件支持

使用与标准 ConnectX-5 网卡一样的驱动程序，Innova-2 Flex 支持 Linux 发行版，该版本提供一套丰富的工具，可跨操作系统配置和管理 Innova-2 Flex 网络控制器和 Xilinx FPGA。

Innova-2 Flex Open 25Gb/s 网络适配器

Innova-2 Flex Open 双端口 25Gb/s 以太网网络适配器将 ConnectX-5 与完全开放的可编程 FPGA 结合起来。使用 Innova-2 Flex Open，FPGA 资源完全专用于客户的应用逻辑。Innova-2 Flex Open 在一个 PCIe 插槽上将 FPGA 加速与网卡结合起来，从而降低总体拥有成本。

适合一系列应用，包括安全加速（例如加密/解密）、存储加速（例如压缩/解压缩）等。FPGA 通过支持 x8 Gen4 的板载 PCIe 交换机连接到主机，并向主机显示为一台 PCIe 设备。

图 3：Innova-2 Flex Open 网络适配器

易于开发和部署

利用 Mellanox 工具套件和 Xilinx 标准开发环境，很容易开发和部署 FPGA 应用。Innova-2 Flex 适配器卡包括 FPGA 板支持包 (BSP) 和 Xilinx Vivado 开发环境，具有专门为此用途配置的高水平合成 (HLS) 功能。这给程序员提供了必要的基础架构来实现其自己的应用，以最短的上市时间达到类似于硬件的性能。

INNOVA-2 FLEX 用于安全

客户可以集成他们专有的安全应用逻辑，利用 Innova-2 Flex 的 FPGA 卸载功能和高级网络功能特性，实现高度优化的独特解决方案。自定义硬件加密加速器和 Innova-2 Flex 模块化板体系架构可进行组合，以满足各种安全使用案例，包括网络分布式拒绝服务 (DDoS) 保护、软件加密等。

INNOVA-2 FLEX 用于网络

Innova-2 Flex 提供范围广泛的卸载，最大限度地提高数据中心利用率、效率和可扩展性。Innova-2 Flex P2 的体系架构尤其适合加速网络应用（比如开放式虚拟交换机加速），同时最大限度地使用高级卸载功能，如 PCIe SR-IOV 或网络叠加 (Overlay) 技术（VXLAN、NVGRE、Geneve）卸载。

亮点

主要功能特性

– 双端口 25Gb/s

– PCIe Gen4 x8

– Innova-2 Flex P2 — 完全可自定义转向管线

– Innova-2 Flex Open 平台可实现定制逻辑加速

– OpenCAPI 支持 † †

– ConnectX-5 加速，包括：

• RoCE 和叠加 (Overlay) 网络的 RoCE

• 虚拟交换机/虚拟路由器卸载，灵活管线

• 基于硬件的 I/O 虚拟化

• Mellanox PeerDirect™ 通信加速

• 端到端 QoS 和拥塞控制

优势

– 广泛的潜在应用领域：安全、NFV、AI、

存储、云和虚拟化

– 行业领先的性能、延迟时间、报文速率和低 CPU 使用率

– 开放平台，易于开发定制的 FPGA 应用

– 计算和网络加速

– I/O 整合、较低 TCO、较低复杂度、功率效率

– 用于高级网络适配器和自定义加速的单 PCIe 插槽

功能和兼容性

ConnectX-5 以太网控制器

– 双端口

– 25/10 Gb/s

应用程序加速器 FPGA

– Xilinx® Kintex® UltraScale™ XCKU15P

板载内存

– 4GB/8GB DDR4-2400

以太网

– 25GbE / 10GbE

– IEEE 802.3bj、802.3bm 25 Gb 以太网

– IEEE 802.3by，Ethernet Consortium 25Gb

– IEEE Std 802.3ae 10 Gb 以太网

– IEEE Std 802.3ad 链路聚合

– IEEE Std 802.1Q/.1P VLAN 标记和优先级

– IEEE Std 802.1Qau 拥塞通知

– IEEE P802.1Qaz D0.2 ETS

– IEEE P802.1Qbb D1.0 基于优先级的流量控制

– IEEE 1588v2

– 巨型帧支持 (9600B)

远程启动

– 通过以太网远程启动

– 支持 UEFI

增强的功能和卸载

– 基于融合以太网的 RDMA (RoCE)***

– RAID 卸载 – 纠删码 (Reed-Solomon) 卸载

– 基于硬件的可靠传输

– PeerDirect™ RDMA（亦称 GPUDirect® 通信加速）

– 增强的原子操作

– 高级内存映射支持，允许用户模式内存注册和重新映射 (UMR)

– LSO、LRO 校验和卸载

– RSS VLAN 和 MPLS 标记插入/剥离、接收流转向

– 智能中断合并

基于硬件的 I/O 虚拟化

– 单根 IOV

– SR-IOV：最多 512 项虚拟功能

– SR-IOV：最多 2 项物理功能

• 虚拟化物理端口上的物理功能

• 每个物理功能上的 SR-IOV

– 地址转换和保护

– 保证虚拟机的 QoS

管理和控制接口

– NC-SI、MCTP over SMBus 和 NC-SI over MCTP over PCIe - 基板管理控制器接口

PCI Express 接口

– PCIe Gen 4.0、3.0、1.1 和 2.0 兼容

– 2.5、5.0 或 8.0GT/s 链路速率 x8

– 自动协商为 x8、x4、x2 或 x1 PCIe Atomic

– OpenCAPI 支持（一致的开放式加速器处理器接口）**

– TLP（事务层数据包）处理提示 (TPH)

– 用于对等安全通信的访问控制服务 (ACS)

– 高级错误报告 (AER)

– 进程地址空间 ID (PASID) 地址转换服务 (ATS)

– 支持 MSI/MSI-X 机制

连通性

– 可与以太网交换机互操作（最高 25GbE）

– 具有 ESD 保护的无源铜缆

– 用于光纤和有源线缆支持的供电连接器

操作系统/发行版**

–Linux