智能网卡时代即将会慢慢取代传统网卡市场

　　网络在现代社会中无处不在，但可能有些人并不知道，其实网卡也渗透在我们日常生活、工作和娱乐的每一个角落，今天小编为大家介绍一下网卡，特别是智能网卡这个电子配件。
　　一、网卡发展史
　　网卡的名称有很多，比如网络接口控制器、网络适配器、以太网卡、局域网卡等，是一块被设计用来允许计算机在计算机网络上进行通讯的硬件。每一个网卡上都有一个被称为MAC地址的独一无二的48位串行号，生产厂商烧录好之后不可更改。MAC地址与人的指纹一样，世界上没有任何两块被生产出来的网卡拥有同样的地址。
　　基于不同的传输速度：网卡分为有100Mbps， 1000Mbps、10G、25G、40G、100G甚至更高速度的网卡。100Mbps、1000Mbps网卡主要适用于小型局域网、家庭或办公室。而10Gb、25Gb、40Gb、100Gb网卡则更多用于数据中心、人工智能、物联网、5G等场合。
　　近年来由于网络技术的快速更迭与SDN（软件定义的网络）技术的兴起，对端系统协议栈提出了更高的需求，而传统的高性能网卡已经难以满足这些要求。为此，智能网卡技术开始走进大众的视野。
　　二、智能网卡 VS 传统网卡
　　智能网卡定义：智能网卡是当前网卡技术中最先进的一种，智能网卡之所以＂智能＂，主要因为具备高性能以及可编程的能力，此类网卡一般是采用FPGA芯片。智能网卡除具备传统高性能网卡的特性，更主要的是很多原本必须由服务器CPU处理的工作全部upload过来，解放了昂贵的CPU的空间和功能，它既能处理高速的网络数据流，又能对网卡进行编程，实现定制化的处理逻辑，被称为智能网卡（Smart NIC）。
　　在传统网卡中，早期的网卡仅能实现数据链路层和物理层的功能，而端系统中的CPU负责处理网络中更高层的逻辑。传统网卡最大的硬伤，就是服务器中绝大部分数据的处理必须全部经由CPU完成，造成CPU负载过大，无法发挥CPU最大优势。
　　智能网卡为适应高速网络，它具备了部分传输层和路由层的处理逻辑（如校验和计算、传输层分片重组等），来减轻CPU的处理负担。甚至有些网卡如RDMA网卡还将整个传输层的处理都upload到网卡硬件上，以完全解放CPU。
　　比如说LR-LINK联瑞去年推出的万兆光纤RDMA网卡，采用Qlogic主控方案自主研发，，具有低延迟，高网络吞吐量，节约CPU负载等优势，可支持RoCE、RoCE v2、iWARP功能 ，在实时迁移成本之下，采用LR-LINK联瑞所自主研发生产的RDMA网卡，与普通TCP/IP网卡相比，CPU占用率仅为1/4。
　　三、智能网卡的优劣势
　　对于数据中心应用来说，智能网卡可以释放宝贵的CPU资源和满足各种offload需求，包括传输和存储协议，例如RoCE，TCP，NVMe-over-Fabrics等。可以说，智能网卡的出现在最大程度上提高了服务器利用效率，为最终用户业务运用带来切实的提升 。
　　但是，智能网卡并非没有缺点，在广泛运用之前，我们还需要考虑以下问题：
　　1.相同的端口速率下智能网卡的价格比标准网卡要高出很多，可能会高出5-10倍。
　　2.智能网卡支持20W-80W的功率，但这对于服务器来基本都满足要求。
　　3.考虑到智能网卡的可编程性和复杂性，可能需要消耗大量的资源来进行开发和调试。
　　四、智能网卡的分类方式
　　智能网卡它并没有固定的分类方式，根据最常见的两类为大家讲解。根据其加速不同的工作负载将它分为：
　　1. 基本连接的网卡
　　2. 面向网路加速的智能网卡
　　3. 面向存储加速的智能网卡
　　根据不同的供应商的架构不同，SmartNIC可以分为：
　　1.基于ASIC（专用集成电路）
　　2.基于FPGA（现场可编程门阵列）
　　3.基于SOC（片上系统）
　　它们均提供不同程度的可编程性。一般来说，基于SoC（如市场上评价很高的迈络思基于ARM的SoC智能网卡）和FPGA都是用可编程内核制造的，可以适应多种应用。
　　三、智能网卡厂商
　　目前领先的厂商包括博通，Ethernity Networks，Intel，Marvell，Mellanox（被英伟达收购）和赛灵思（被AMD收购）等。
　　Mellanox是面向数据中心服务器和存储系统的高性能、端到端智能互连解决方案的领先供应商，2020年3月， ConnectX-6 Dx 智能网卡全面上市， BlueField-2 IPU(I/O 处理单元) 也已上市，它们在关键应用中引入了最新硬件加速引擎和一流软件编程能力，BlueField系列性能显著，集先进的 ConnectX 功能与 Arm 或 FPGA 可编程性于一体，提供了令人惊艳的性能和功能水平。BlueField 和 Innova DPU 可提高企业和云中虚拟机 (VM)、容器和裸机服务器的性能、效率和安全性。
　　博通的Stingray SmartNIC SoC系列具有集成的全功能100G NIC，强大的8核CPU，运行在3 GHz下，支持数据包处理、加密、RAID和重复数据删除等硬件引擎，是用于主机卸载、裸机服务和网络功能虚拟化的理想SmartNIC解决方案。
　　这些都是国际领先的智能网卡生产厂商，那么反观国内智能网卡生产厂商，LR-LINK联瑞则是国内智能网卡性价比的代名词。LR-LINK联瑞，全称深圳市联瑞电子有限公司，专注网卡方案15年，是一家服务全球的专业以太网卡解决方案提供商。 自公司创立起，便肩负振兴民族品牌的责任，2019年，公司加大对智能网卡的自主研发与创新，到目前为止，共推出3款RDMA智能网卡，与intel X520,X710,XX710主控芯片相比，Qlogic主控方案是目前唯一可实现通用RDMA技术，并行RoCE和iWARP协议的10/25GBE的网卡。
　　据预测，到2024年，SmartNIC市场规模将超过6亿美元，占全球以太网适配器市场的23%。未来，SmartNIC市场或超百亿。智能网卡的未来发展，让我们一起拭目以待。
　　原文转载自：https://www.lrnic.cn/smartnicsc.html