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采用 Virtual Protocol Interconnect® 支持 100Gb/s 的单/双端口适ConnectX-4 适配器卡采用虚拟协议互连 (VPI)，支持 EDR 100Gb/sInfiniBand 和 100Gb/s 以太网连接，可为高性能计算、Web 2.0、云、数据分析、数据库和存储平台提供最高性能和最灵活的解决方案。
优势
– 性能最高的硅芯片，面向需要高带
宽、低延迟和高消息速率的应用程序
– 世界一流的集群、网络和存储性能
– 基于 x86、Power、ARM 和 GPU 的计算
和存储平台的智能互连
– 虚拟化叠加 (Overlay) 网络（VXLAN 和
NVGRE）方面的领先性能
– 高效的 I/O 整合，降低数据中心的成
本和复杂度
– 虚拟化加速
– 功率效率
– 可扩展到数万个节点
主要功能特性
– EDR 每端口 100Gb/s InfiniBand 或 100Gb/s
随着应用程序和社交网络所共享和存储的数据呈指数级增长，对高速和高性能计算与存储数据中心的需求也在飙升。ConnectX®-4 为要求最苛刻的数据中心、公共和私有云、Web2.0 和大数据应用以及高性能计算 (HPC) 和存储系统提供卓越的高性能，使当今的企业能够满足数据爆炸产生的需求。ConnectX®-4 提供单端口 100Gb/s 带宽、最低可用延迟和特定硬件卸载这一无与伦比的组合，可满足当今和下一代计算与存储数据中心的需求。
100Gb/s 虚拟协议互连 (VPI) 适配器
ConnectX-4 提供最高吞吐量 VPI 适配器，支持 EDR 100Gb/s InfiniBand 和 100Gb/s 以太网，使任何标准网络、集群或存储设备都能在任何利用整合软件堆栈的聚合网络上无缝运行。
I/O 虚拟化
ConnectX-4 SR-IOV 技术为服务器中的虚拟机 (VM) 提供专用适配器资源以及有保证的隔离和保护。ConnectX-4 的 I/O 虚拟化可为数据中心管理员提供更出色的服务器利用率，同时降低成本、功耗和线缆复杂度，从而实现在相同硬件上承载更多虚拟机和更多租户。
叠加 (Overlay) 网络
为了更好地扩展其网络，数据中心运营商经常创建叠加 (Overlay) 网络，通过采用诸如 NVGRE 和 VXLAN 之类的封装格式的逻辑隧道来传输来自各个虚拟机的流量。虽然这解决了网络可扩展性问题，但隐藏了硬件卸载引擎的 TCP 数据包，增加了主机CPU 的负载。ConnectX-4 通过提供先进的NVGRE 和 VXLAN 硬件卸载引擎有效地解决了这一问题，这些引擎封装和解封叠加协议标头，从而支持对封装的流量执行传统卸载。利用 ConnectX-4，数据中心运营商可以在新的网络体系架构中实现本机性能。
HPC 环境
ConnectX-4 为高性能计算集群提供高带宽、低延迟和高计算效率。集合通信是HPC 中的一种通信模式，在该模式下，一个进程组的所有成员都参与通信并共享数据。CORE-Direct®（集合卸载资源引擎）提供用于实现 MPI 和 SHMEM 集合操作的高级功能。它增强了集合通信可扩展性并使此类操作的 CPU 开销降到最低，同时提供异步的高性能集合通信功能。通过减少集合通信受到系统噪声的影响（系统活动对正在
运行作业的不良影响），还增强了应用程序可扩展性。ConnectX-4 通过消除对数据长度的限制而支持数据缩减，从而增强了 CORE-Direct 功能。
ASAP 2™
Mellanox ConnectX-4 EN 提供加速交换和数据包处理 (ASAP2) 技术，用于在
Hypervisor 中执行卸载活动，包括数据路径、数据包解析、VxLAN 和 NVGRE 封装/解封等。ASAP2 允许通过使用 SR-IOV 在网卡硬件中处理数据层面进行卸载，同时保持在当今基于软件的解决方案中使用的控制层面不被修改。因此，显著提高了性能，而不会产生相关的 CPU 负载。ASAP2 有两种格式：ASAP2 Flex™ 和
ASAP2 Direct™OpenVSwitch (OVS) 是 ASAP2 可以卸载的虚拟交换机示例之一。
RDMA 和 RoCE
ConnectX-4 利用 IBTA RDMA（远程数据内存访问）和 RoCE（基于融合以太网的RDMA）技术，在 InfiniBand 和以太网网络上提供低延迟和高性能。利用数据中心桥接 (DCB) 功能以及 ConnectX-4 高级拥塞控制硬件机制，RoCE 通过第 2 层和第 3 层网络提供高效的低延迟 RDMA服务。
Mellanox PeerDirectTM
PeerDirect 通信通过消除 PCIe 总线上各组件之间（例如从 GPU 到 CPU）不必要的内部数据复制来提供高效率的 RDMA访问，从而大幅缩短应用程序运行时间。ConnectX-4 高级加速技术可实现更高的集群效率，并且可扩展到数万个节点。
存储加速
存储应用程序将通过 EDR 提供的更高带宽获得性能提升。此外，标准块和文件访问协议可利用 RoCE 和 InfiniBandRDMA 进行高性能存储访问。与多架构网络相比，将计算和存储进行整合的网络可实现显著的性价比优势。
分布式 RAID
ConnectX-4 提供先进的纠删码卸载功能，支持分布式 RAID（廉价磁盘冗余阵列），这是一种将多个磁盘驱动器组件组合到一个逻辑单元的数据存储技术，旨在实现数据冗余和性能改进。ConnectX-4 系列的 Reed-Solomon 功能引入了冗余块计算，与 RDMA 一起实现高性能和可靠的存储访问。
签名移交
ConnectX-4 支持 T10 数据完整性字段/保护信息 (T10-DIF/PI) 的硬件检查，可降低CPU 开销，并加速向应用程序传递数据。由适配器对入口和/或出口数据包进行签名移交处理，可降低启动器和/或目标机器的 CPU 负载。
软件支持
所有 Mellanox 适配器卡均受 Windows、Linux 发行版、VMware、FreeBSD 和 CitrixXENServer 支持。ConnectX-4 VPI 适配器支持基于 OpenFabrics 的 RDMA 协议和软件，并与 OEM 和操作系统供应商的配置和管理工具兼容。
功能特性摘要
INFINIBAND
– 2 端口 EDR / FDR / QDR / DDR / SDR
– 符合 IBTA 规范 1.3
– RDMA、发送/接收语义
– 基于硬件的拥塞控制
– 原子操作
– 1600 万 I/O 信道
– 256 至 4K 字节 MTU，2G 字节消息
– 8 个虚拟通道 + VL15
增强的功能特性
– 基于硬件的可靠传输
– 集合操作卸载
– 矢量集合操作卸载
– Mellanox PeerDirectTM RDMA（亦称
GPUDirect®）通信加速
– 64/66 编码
– 扩展可靠连接传输 (XRC)
– 动态连接传输 (DCT)
– 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)
– 按需分页 (ODP) – 免注册 RDMA 内存访问
以太网
– 100GbE/56GbE/50GbE/40GbE/25GbE/10GbE/
1GbE
– IEEE 802.3bj、802.3bm 100 Gb 以太网
– 25G 以太网联盟 25、50 Gb 以太网
– IEEE 802.3ba 40 Gb 以太网
– IEEE 802.3ae 10 Gb 以太网
– IEEE 802.3az 高能效以太网
– 基于 IEEE 802.3ap 的自动协商和 KR 启动
– 专有以太网协议（20/40GBASE-R2、
50/56GBASE-R4）
– IEEE 802.3ad、802.1AX 链路聚合
– IEEE 802.1Q、802.1P VLAN 标记和优先级
– IEEE 802.1Qau (QCN) 拥塞通知
– IEEE 802.1Qaz (ETS)
– IEEE 802.1Qbb (PFC)
– IEEE 802.1Qbg
– IEEE 1588v2
– 巨型帧支持 (9.6KB)
存储卸载
– RAID 卸载 - 纠删码 (Reed-Solomon) 卸载
– T10 DIF - 针对进口和出口流量的线速签
名移交操作
叠加 (Overlay) 网络
– 针对叠加 (Overlay) 网络和隧道协议的无
状态卸载
– NVGRE 和 VXLAN 叠加 (Overlay) 网络的封
装和解封的硬件卸载
基于硬件的 I/O 虚拟化
– 单根 IOV
– 每个端口多个功能
– 地址转换和保护
– 每个虚拟机多个队列
– 针对 vNIC 的增强型 QoS
– VMware NetQueue 支持
虚拟化
– SR-IOV：最多 256 个虚拟功能
– SR-IOV：每端口最多 16 个物理功能
– 虚拟化层次结构（例如 NPAR）
» 虚拟化物理端口上的物理功能
» 每个物理功能上的 SR-IOV
– 1K 入口和出口 QoS 级别
– 保证虚拟机的 QoS
CPU 卸载
– 基于融合以太网的 RDMA (RoCE)
– TCP/UDP/IP 无状态卸载
– LSO、LRO 校验和卸载
– RSS（可以在封装的数据包上完成）、
TSS、HDS、VLAN 插入/剥离、接收流转向
– 智能中断合并
远程启动
– 通过 InfiniBand 远程启动
– 通过以太网远程启动
– 通过 iSCSI 远程启动
– PXE 和 UEFI
协议支持
– OpenMPI、IBM PE、OSU MPI (MVAPICH/2)、
Intel MPI
– Platform MPI、UPC、Mellanox SHMEM
– TCP/UDP、EoIB、IPoIB、SDP、RDS、
MPLS、VxLAN、NVGRE、GENEVE
– SRP、iSER、NFS RDMA、SMB Direct
– uDAPL
管理和控制接口
– NC-SI、MCTP over SMBus 和 MCTP over PCIe -
基板管理控制器接口
– 用于管理 eSwitch 的 SDN 管理接口
– 用于设备控制和配置的 I2C 接口
– 通用 I/O 引脚
– SPI 闪存接口
– JTAG IEEE 1149.1 和 IEEE 1149.61149.6
