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NFVを加速する「PowerNFV」
PowerNFV: Turbocharger for the VMs; Unleash the Power of NFV

NFVにおいてホストCPUが不得意なデータプレーンをオフロードするために生まれたのがPowerNFV。PowerNFVはデータプレーン処理を高速に処理するためのMany Core ProcessorとFPGAを併載したハードウェアアクセラレータです。PowerNFVをIAサーバのPCIeスロットに搭載することにより、VM上で増加し続けるトラフィックを集中的に処理します。

また、PowerNFVはVMのHypervisorの直下に位置するため、VMからは完全にvNICとして認識されます。IAサーバのPCIeスロットにPowerNFVモジュールを搭載し、専用ドライバーソフトをインストールするだけでそのままデータプレーンをオフロードすることが可能となります(Open vSwitchの例)。

導入効果

これらのデータプレーン処理をPowerNFVにオフロードすることにより、本来x86サーバ上のVMが行わなければならないコントロールプレーンの処理を、余裕をもって行なうことが可能となります。PowerNFVを使用することにより、IAサーバの台数を削減することができ、初期投資(CAPEX)だけでなく電力消費量やラックスペースなどのランニングコスト(OPEX)も大幅に削減することが可能です。

NFVアーキテクチャフレームワーク

PowerNFVのようなデータプレーンオフロード用ハードウェアアクセラレータはETSIのISG NFVアーキテクチャフレームワークでも定義されています。

PowerNFV PCIe Module(製品仕様)

PowerNFV モジュールをIAサーバのPCIeスロットに搭載し、ドライバソフトウェアをインストールするだけで既存のシステムを一切変更することなく、VMのデータプレーンを飛躍的に加速します。PowerNFV Module P-72xはVMのデータプレーンを強力に処理するMany Core Processorを搭載したメインモジュールとFPGAを搭載したメザニンモジュールから構成され、キャリアグレード10GbEをそれぞれのモジュールに4ポートずつ合計8ポートを搭載しています。

PowerNFV PCIe Module P-72x Main Module Specification

ItemDescription
SizeStandard Height, Length=241.3 PCIe Gen2 8 lane
PowerPCIe card edge connector + ATX
CPUTile-Gx8072 (1GHz)
MemoryTotal 32GB DDR3 SDRAM 800MHz
PCIeGen3 8lane
SPF+4 ports
10G-PHYVSC8484 (IEEE1588 supported)
USBMicro USB 2.0 type-AB
Clock IFExternal 10MHz

P-72x FPGA Mezzanine Module Specification

ItemDescription
SFP+4 ports
FPGAKintex-7 (XC7K325T-2-FBG900C)
MemoryRLDRAM 2Gbit
10G-PHYVSC8484 (IEEE1588 supported)

メインモジュールではTCP/IP処理だけでなく、暗号化専用エンジンによりIPsec/SSL暗号化・復号化処理を行います。メザニンモジュールでは高速CAM(Contents Accessible Memory)によるフロー検索およびN-Tuple分類だけでなく、MACアドレスによるEtherフレームのFly-byスイッチングまで行います。ソフトウェア・ハードウェアにそれぞれ適したパケット処理を行わせることで、無駄のない超高速データプレーン処理を実現し、Many Core Processorだけを搭載したハードウェアアクセラレータに対して大きな差別化を実現しました。