5-nm-Technik, DDR5 und PCIe 5.0: Marvells Netzwerkadapter Octeon 10

Marvells Ankündigung des Netzwerkadapters – oder im aktuellen Branchensprech Data Processing Unit (DPU) – Octeon 10 kommt mit einer Horde Schlagworten: 5-Nanometer-Technik von TSMC, ARMv9-Architektur mit Neoverse-N2-Rechenkernen, DDR5-Controller und PCI-Express-5.0-Interface. Die ersten Karten will der Hersteller noch in diesem Jahr ausliefern.

Das Herzstück der Octeon-10-Serie bilden verschieden konfigurierte Systems-on-Chip (SoCs). Das erste Modell CN106XX verwendet 24 CPU-Kerne des Typs Neoverse N2, Hexachannel-RAM (DDR5-5200 mit ECC) und einen integrierten 200-Gigabit-Switch, der sich auf vier 50G-Ports aufteilen lässt. Im Jahr 2022 folgen der CN106XXS mit Terabit-Switch und die DPU400 mit 36 CPU-Kernen sowie 12 DDR5-5200-Kanälen.

Viel Cache

Marvell schöpft bei ARMs Prozessorbaukasten aus dem Vollen: Jeder Neoverse-N2-Kern bekommt die maximal vorgesehenen 128 KByte Level-1-Cache und 1 MByte L2-Cache, zudem gibt es bis zu 72 MByte L3-Zwischenpuffer (2 MByte pro Kern, den sich alle teilen). Die CPU-Taktfrequenz liegt bei 2,5 GHz. Die ARMv9-Architektur bringt Scalable Vector Extensions 2 (SVE2) mit, die im Falle der Octeon-10-Serie Netzwerkpakete vektorisieren und damit parallelisieren sollen (Vector Packet Processing, VPP).

Teil der monolithischen Chips sind außerdem Krypto-Prozessoren zum Ver- und Entschlüsseln von Daten und selbstentworfene KI-Beschleuniger, die aus SRAM-Tiles und Multiply-Accumulate-Einheiten (MACs) bestehen. Durch die Integration in das SoC soll die Latenz niedrig ausfallen. Die KI-Beschleuniger kommen je nach Modell auf eine Rechenleistung zwischen 20 und 100 TOPS – laut Marvel genug, um antrainierte Netze auszuführen, die etwa Malware im Netzwerkverkehr entdecken sollen.

Netzwerkadapter wie jene aus der Octeon-10-Serie sollen (Haupt-)Prozessoren entlasten. Marvell will ein breites Feld abdecken: von High-End-Karten für Rechenzentren bis hin zu 10-Watt-Modellen für 5G-Stationen.

Hohe CPU-Leistung

Das Erstlingswerk aus der Octeon-10-Baureihe, die CN106XX, soll im SPECint-2006-Benchmark mehr als 800 Punkte erreichen, das kommende Topmodell DPU400 mehr als 1200. Das ist das Leistungsniveau von Mittelklasse-Serverprozessoren aus dem Jahr 2017, etwa Intels Skylake-SP und AMDs Naples (Epyc 7001) – bloß als Ko- und nicht Haupt-CPU.

Intel will im Jahr 2022 vergleichbare Netzwerkadapter in Form von SmartNICs auf den Markt bringen. Nvidia konkurriert mit der DPU-Familie Bluefield und Xilinx – inzwischen AMD-Tochter – mit Alveo.

(mma)