随着云计算的爆炸式发展,数据中心基础设施的处理能力需求比以往任何时候都更加迫切。英特尔在2025年Hot Chips大会上展示了全新一代基础设施处理单元(IPU) - - E2200"Mount Morgan"。作为继"Mount Evans"之后的全新IPU产品,Mount Morgan通过更强的计算核心、更先进的硬件加速器和显著提升的带宽性能,为云服务提供商在基础设施任务的处理上带来了革命性的改变。基础设施处理单元的兴起正是响应业界对高效、灵活且安全的云基础设施管理需求。IPU的发展源于传统网络适配器逐步实现复杂卸载功能的进化,其目标不仅限于软件定义网络,还涵盖了云环境中多样化的基础设施服务。云运营商日常运营中的诸多任务如虚拟机的部署、性能指标收集以及资源调度,虽然不会对现代服务器CPU造成巨大负载,却会占用宝贵的处理核心资源,进而影响客户租用的计算能力。
通过将这些基础设施服务卸载至专门的IPU,既减轻了主CPU的负担,也在云提供商代码与客户负载间增加了一层安全隔离,尤其对于裸金属服务器租赁业务而言,这种隔离尤为关键。E2200 Mount Morgan IPU的设计充分体现出英特尔对灵活性的追求和适应未来变化的前瞻性思维。该IPU集成了一组高度可编程的加速器和24颗Arm Neoverse N2核心,相较此前Mount Evans的16颗Neoverse N1核心有明显提升。Neoverse N2核基于先进的五管道乱序执行架构,具备更大的重排序缓冲区和强大的分支预测能力,使得Mount Morgan能够高效处理复杂的基础设施任务甚至部分服务器工作负载。内存子系统也经过升级,采用了四通道LPDDR5-6400的高速内存方案,理论带宽达到约51.2GB/s,远超上一代产品。此外,32MB的系统级缓存协同调度CPU和硬件加速器,有效降低对内存带宽的压力,保证数据访问的高效顺畅。
加密与压缩功能由内置的LCE(查找旁路加密和压缩引擎)负责,该模块是继承并强化自英特尔QuickAssist技术。值得关注的是,LCE首次支持非对称加密算法如RSA和ECDHE,这些算法通常需要高昂的CPU资源,在处理大量TLS连接时尤为关键。这一升级极大提升了IPU安全性能和处理效率,尤其适合云服务对大量加密通道的需求。网络子系统方面,Mount Morgan的吞吐能力达到400Gbps,是Mount Evans的两倍。核心是基于P4语言可编程的FXP数据包处理流水线,支持逐包流水线处理,执行解封装、访问控制、连接跟踪等复杂的网络任务。网络加密同样由专门的内联对称加密模块承担,支持IPSec和Google内部使用的PSP协议,实现硬件级的加密和防重放保护。
数据中心网络中广泛使用的RDMA协议在Mount Morgan中得到了专门硬件支持,支持多主机环境下的高达两百万队列对以及千级虚拟功能,保障了低延迟和高性能的存储与计算间数据传输。网络流量管理方面,硬件层面实现了复杂的流量整形和多级调度机制,确保用户流量按照预定带宽公平分配,避免关键基础设施服务被流量挤占。Mount Morgan在PCIe互连能力上也有突出表现,提供32条PCIe Gen5通道,带宽远超旧款网络卡,支持多主机模式,同一IPU可被多达四台服务器共享,极大提升数据中心资源利用率。此外,IPU可灵活切换运行模式,既可作为传统设备连接到主机,也能在"无主机"模式独立运行,甚至实现作为PCIe交换机分配下游设备,满足不同应用场景需求。这种多模式架构让Mount Morgan呈现为一个高度灵活的基础设施加速平台,不仅承担网络卸载,同时具备管理存储、加密和计算多重职责的能力。智能加速硬件的引入在云计算行业已形成趋势,亚马逊AWS的Nitro卡、微软Azure的FPGA智能网卡均为代表,而英特尔Mount Morgan则是在通用性和可编程性上做足文章。
泛用的CPU核心配合多样化的硬件加速器,为未来协议和工作负载的变化预留了充足的空间,降低硬件被快速淘汰的风险。Mount Morgan的出现也反映了英特尔力求突破传统CPU市场束缚,拓展数据中心基础设施硬件领域的战略野心。面对竞争激烈且技术门槛高的云加速器市场,Mount Morgan以其卓越的工程设计和功能完善的生态布局展现出强劲的竞争力。未来,云服务提供商选择和采用这一类高度集成的IPU,将助力其在复杂的基础设施管理中获得更高效的资源利用、更稳定的服务保障及更灵活的业务扩展路径。英特尔在持续的创新中,也为整个云计算行业注入了新的活力和可能性。随着更多关键细节的曝光和实际应用案例的验证,Mount Morgan或将成为云数据中心加速的产业标杆,推动云服务向更广阔、更智能的未来迈进。
。
