周智伟｜超快速交换内存数据的光网络接口卡

受美国DARPA“快速网络接口卡”（FastNIC）项目资助，Perspecta实验室的研究人员提出了一种初步设计方案，称为“以10Tb加速执行的快速通道”（FLEET）。

2019年，DARPA启动FastNIC项目，旨在研发新的接口与传输系统，将机器学习分类器的分布式训练等加速1000倍。FLEET的核心是光网络接口卡（O-NIC），该接口卡符合PCIe总线标准，可直接插入计算机的接口插槽。O-NIC卡之间通过光子学连接器，由微机电系统开关控制，可以12Tbps的速度进行高效、低开销、透明零拷贝的内存数据传输。此外，O-NIC上还有FPGA芯片，提供安全校验、内存地址转换、虚拟化等功能。FLEET以集群方式构建，单个集群由4台服务器、3个GPU组、3个NVMe高速存储器组成，服务器、GPU、NVMe之间采用光纤连接。每组GPU包含8个GPU芯片，每个GPU芯片都有一个O-NIC。每台服务器包含8个CPU，每个CPU有3个O-NIC。初步分析表明，2台服务器之间可以12Tbps的速度交换数据，服务器可以12Tbps的速度从NVMe读取数据，3台服务器可以2+10Tbps的方式交换数据。

这项研究利用光网络接口卡，提高了内存数据交换效率，待技术成熟后，有望大幅改善高性能计算机分布式计算的计算性能。