FPGA破局，为运营商NFV转型插上“引擎”

【通信产业网讯】 （ 记者 逄丹 ） 在FPGA的加速下，运营商网络NFV转型有望破局。

6月27日，在MWCS2018的现场，英特尔与中国电信、赛特斯、联想等主流运营商和企业一起，展开了基于FPGA的vBRAS硬件加速技术解决方案论证、实现和测试。

在现场演示中，赛特斯的vBRAS网元运行在联想的x86服务器和虚拟化基础设施平台VIM上，同时和中国电信北研院自主研发的TeleNOS系统进行了对接。通过使用英特尔提供的FPGA硬件加速技术，在vBRAS上实现部分业务的下沉与转发加速。

在整套系统上比较了两种使用场景，在采用英特尔FPGA对vBRAS网元加速后，低优先级视频回放非常平滑，没有无英特尔FPGA场景下，却是马赛克和卡顿情况频现。

来自演示团队的专家认为，这一验证充分证明了在NFV领域采用专用FPGA硬件加速技术的可行性。

当NFV遇见FPGA

NFV，通过基于行业标准的x86服务器、存储和交换设备，来取代通信网的那些私有专用的网元设备，由此带来业务的快速创新、资源的弹性分配以及成本的下降。然而，硬币的另一面是，x86通用服务器的转发性能与专用的通信设备却存在着一定差距，也成为运营商部署NFV的一大掣肘。

FPGA正在扭转这一局面。

英特尔数据中心事业部副总裁、网络平台事业部 5G 基础设施部门总经理Caroline Y. Chan表示， FPGA的可编程性和高效性等诸多优势，非常适合这个快速变化的时代。

相比于一般的IT服务器，电信级服务器对于QoS、安全性等要求更高，FPGA成为理想的多功能加速器。与GPU、ASIC、NPU相比，FPGA可以提供更好的性能功耗比，并缩短产品的上市时间。

与此同时，人工智能在整个行业发展中扮演着越来越重要的“使能者”角色，尤其是在5G上面。“几乎所有的5G应用与人工智能都是不可分离的。在这方面，FPGA有着很大的优势，可编程性使应用更加灵活多样，处理密度高于GPU。” Caroline Y. Chan说。

例如，在本次演示中，FPGA已经显示出“加速器”的本领。

英特尔公司可编程解决方案事业部有线与NFV业务部门总监 Chuck Tato进一步介绍道，"基于FPGA硬件加速的应用场景是将以往需要CPU进行处理的业务，下沉到FPGA卡上去。在提升性能的同时，降低系统对CPU的需求。并且加速器抽象层(AAL)实现应用软件与加速硬件解耦，屏蔽硬件多样性与复杂性，实现网元的云化部署、资源的弹性伸缩及业务的敏捷加载。"

从很早开始，英特尔就布局 CPU-FPGA异构计算，希望将Xeon服务器芯片与FPGA 加以整合，以构建端到端的NFV生态系统。2015年，英特尔收购Altera公司，推动这一目标加速实现。

“网络虚拟化的进程实际上几年前就已经开始了。英特尔与Altera合并之后，我们的步伐也进一步快了。”Caroline Y. Chan说。

本次演示采用的正是英特尔今年推出集成58 Gb/s收发器的FPGA Stratix 10 TX。该产品通过提供更大带宽，从而实现对网络功能虚拟化(NFV)、云计算和5G的更强有力支持。

“未来， FPGA的应用远不止网络层，包括存储、安全、转码、人工智能和企业端应用加速等更多领域，都有FPGA的一席之地。” Caroline Y. Chan表示。

企业纷纷布局NFV

无论是即将到来的5G网络建设，还是现在运营商正在推动的网络转型，都离不开NFV。“未来网络将实现全云化，NFV不可或缺。” Caroline Y. Chan表示。

而且更为重要的是，NFV的出现使得电信和IT的界限逐步消失。为此，无论是传统的通信设备商企业，还是一直耕耘IT市场的IT企业，抑或是新兴企业，都纷纷布局NFV领域。前者不想失去固有阵地，后两者则要开辟新的天地。

Caroline Y. Chan指出，英特尔一直在加速构建端到端的NFV生态系统，并联合其它VNF厂商、系统集成商以及电信运营商在编排、操作系统和自动测量统计中做出贡献。

联想作为IT企业的代表，正全面向NFV转型。

“NFV是联想集团战略方向。”联想集团副总裁黄莹表示，作为一家有着三十年历史的IT厂商，联想正在以全面开放的态度，积极推动IT与CT技术和产业的融合与创新。

值得一提的是，联想致力于打造全栈NFV产品与服务。黄莹博士表示，目前联想NFV基础架构方案包括ThinkCloud NFVI电信级云平台、ThinkCloud PIM物理设施管理平台、ThinkCloud Storage分布式存储、ThinkCloud Accelerator云加速器等。此外，联想一直非常注重NFV开源与标准化并重，积极推动产业成熟。

赛特斯则是新兴企业的代表，为SDN/NFV而来，提出“柔性网络”理念。

赛特斯COO胡森标表示，"作为一家软件公司，赛特斯在vBRAS研发的过程中，除了坚持纯软解决方案的同时，也在不断探索优秀的硬件加速方案。将一些对CPU消耗很大的、非协议流量下沉到的转发硬件上去，从而降低NFV对CPU的消耗，提升整体的转发速率，为客户提供更好的性价比的产品，是我们一直努力在做的事情。"

在谈到未来在vBRAS 的探索方面，胡森标指出，公司计划将更多的业务下沉到FPGA，进一步提升系统的整体利用率。例如HQOS业务下沉FPGA、组播业务下沉FPGA等。