Сотрудники Национальной ускорительной лаборатория им. Ферми придумали новый способ использования графических процессоров: оказывается, их можно применять для мониторинга трафика в реальном режиме времени.
Сетевой монитор на базе GPU способен эффективно обрабатывать трафик на канале с пропускной способностью 10 Гбит/с (14 млн 64-байтных пакетов в секунду) или даже больше, говорит один из авторов изобретения Вендзи Ву (Wenji Wu). Стандартные сетевые мониторы не справляются с такими объемами трафика, хотя подобные инструменты крайне необходимы системным администраторам, например, для мониторинга активности дата-центров в реальном времени.
Вендзи Ву с коллегами сделал прототип сетевого монитора, использовав Nvidia M2070 и стандартную сетевую карту. Этот прототип продемонстрировал в 17 раз большую производительность, чем приложение на одном ядре обычного CPU. По сравнению с шестиядерным CPU разница в производительности трехкратная.
Монитор на базе Nvidia M2070 смог анализировать 11 млн пакетов в секунду без потери пакетов.
Современные мониторы обычно работают на процессорах x86 или специальных платах ASIC. У обеих упомянутых архитектур имеются определенные ограничения. Так, центральным процессорам не хватает скорости обмена данными с памятью или вычислительной мощности для постоянного мониторинга трафика. Это приводит к потере пакетов.
Платы ASIC способны решить проблему с недостаточной полосой пропускания к оперативной памяти и вычислительной мощностью, но их нестандартная архитектура слишком сложна для программирования. Кроме того, на них сложно распараллеливать процессы, что является все более важным требованием к сетевым мониторам.
Графические процессоры лишены всех перечисленных недостатков. Они отлично распараллеливаются, имеют очень быстрый доступ к памяти, легко программируются и способны разделять обработку пакетов по разным ядрам.
GPU уже несколько лет используются в суперкомпьютерах. Так, в последнем списке Top500 самых мощных суперкомпьютеров мира 38 машин работают полностью или частично на графических процессорах Nvidia.
Научная работа с описанием сетевых мониторов нового типа представлена на конференции SC 2013 в Денвере на прошлой неделе.
