BittWare用于网络包处理的SmartNIC外壳介绍
白皮书 BittWare用于网络数据包处理的SmartNIC Shell简介 SmartNIC Shell是一个完整的工作网卡，在BittWare平台上实现。
BittWare合作伙伴IP
查询处理单元（QPU）
构建FPGA驱动的加速器，以PCIe Gen4的速度查询、分析或重新格式化存储或流式数据!
Eideticom的查询处理单元（QPU）针对数据库用户或任何需要在硬件中以低延迟完成查询、分析或格式转换的流媒体数据（如网络数据包）。任务可以并行化，以满足任何带宽需求，并与其他NoLoad®功能如压缩混合。
建立在NoLoad®框架之上
作为Eideticom的NoLoad计算存储框架的一部分，QPU可以与Eideticom的其他计算存储IP进行管道连接，如压缩、解压缩擦写编码和重复数据删除。
软件驱动的设计
解除了硬件工程师参与指定QPU参数的负担，用户使用片上处理器定义功能。这既提供了高级工具的易用性，又减轻了主控CPU的负担。
QPU包括格式转换（文本到/从二进制）或标准驱动的数据库功能。用户在软件中设计他们的功能组合，不需要基于硬件的工具。QPU将支持一系列数据库工具的原生加速，因为这些软件包将支持基于标准的计算存储。
查询
用软件定义的搜索和过滤参数进行数据查询。
分析一下
对流媒体数据进行过滤、模式匹配和分析，如网络包头或SSD存储上的数据。
改造
对文本/二进制数据进行高效的重新格式化或其他格式转换。
演示视频
Eideticom的工程副总裁Sean Gibb在一个5GB的CSV文件上演示了查询处理单元。
我是Sean Gibb，Eideticom的工程副总裁。在本视频中，我们将演示如何使用Eideticom的查询处理单元，即QPU，来格式化和过滤以逗号分隔的文本格式存储的股票行情数据。
Eideticom的QPU中的嵌入式处理器可使用C或C++进行软件编程，使您能够动态地编制过滤功能。
除了嵌入式处理器外，您的嵌入式软件还可使用易于使用的高吞吐量硬件协处理器（执行常见任务，如数据包捕获分析、从文本到二进制格式的转换以及简单过滤），以加速您的查询工作负载。
在这个例子中，我们使用文本到二进制格式化器将CSV转换为二进制数据，执行一个运行时间可配置的硬件过滤器（以过滤掉特定的股票符号和低成交量的交易），然后执行一个软件过滤器，删除当天收盘价低于开盘价的所有交易。
我们使用GCC编译器编译软件，产生一个可执行文件，我们可以通过我们的软件栈加载到嵌入式处理器。一旦软件加载完毕，我们通过查询引擎运行5GB的CSV数据，过滤所有体积超过1000万的微软股票。
你可以在这里看到，一个查询引擎能够维持2GB/s的文本输入。我们可以铺设多个查询引擎，并且由于Eideticom的软件堆栈，用同一个主机软件使FPGA卡的PCIe接口饱和。
这只是Eideticom的软件可编程、硬件加速的QPU能够为你做的一个例子。
软件定义的+可扩展的，满足您的带宽需求
查询处理单元在软件中定义，在FPGA上运行（使用软或硬处理器），消除了对低级配置工程资源的需求。
QPU是模块化的，允许放置一个或多个单元以满足一定的带宽要求。QPU实例可以合作，例如，在八个QPU上进行分布式文件转换，需要协调跨越两个单元的数据。
QPU如何在NoLoad®内部工作，部署在BittWare的IA-220-U2模块或IA-420F卡上
建立在Eideticom的NoLoad®计算存储框架之上
查询处理单元是NoLoad框架的一个组件。橙色的压缩等组件是用户使用软件定义的方法建立他们的特定应用。
像压缩这样的组件可以被添加到QPU中，例如，在转移到SSD存储之前，对过滤的数据进行压缩。
所有显示的加速器功能都在FPGA硬件中实现，允许高带宽、低延时和CPU卸载。
使用案例
金融科技的捕获+分析引擎
构建一个高性能、软件定义的数据包捕获和分析引擎
这个现实世界的例子使用查询处理单元作为数据包处理机，加上压缩引擎（另一个NoLoad® IP核）。数据包被压缩并使用点对点传输写入固态硬盘阵列，同时QPU还拉出头（网络元组）数据和一些分析，如每个时间段的数据包计数。分析结果以CSV数据的形式发送到主机。
性能优势
与多线程的英特尔至强CPU相比，数据库查询处理单元的性能如下所示。
| 平均值。数据包大小 | CPU | 1×查询引擎（QE） | 2×QE | 4×QE |
|---|---|---|---|---|
| 256B | 0.2 GB/s | 1.8 GB/s | 3.6 GB/s | 7.2 GB/s |
| 1024B | 0.7 GB/s | 2.0 GB/s | 4.0 GB/s | 8.0 GB/s |
| 4096B | 1.9 GB/s | 2.0 GB/s | 4.0 GB/s | 8.0 GB/s |
| 9216B | 2.7 GB/s | 2.0 GB/s | 4.0 GB/s | 8.0 GB/s |
使用案例
数据库查询加速
加速数据库查询及更多
在数据库加速配置中，查询处理单元可以执行从CPU卸载到数据类型格式转换的一系列功能。
- 实现CSV/JSON/Parquet解析和查询执行。
- 70-80%的CPU卸载得到改善，性能提高5-10倍
- 在计算、存储和云方面的部署灵活性
- NVMe驱动实现了低延迟高吞吐量的数据传输
- NoLoad查询处理单元可与NoLoad压缩和解压引擎配对使用
兼容的FPGA卡
查询处理单元的目标是BittWare的带有Intel Agilex FPGA的卡。
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