Les connexions WAN entre clouds évoluent de 1 Gbit/s à 10 Gbit/s. Cependant, avec les récents progrès des technologies numériques, notamment l'IoT et l'IA, la demande de transferts de données plus rapides est encore plus forte, car d'importants volumes de données sont collectés dans le cloud. Jusqu'à présent, l'augmentation du débit effectif des connexions WAN était obtenue grâce à des techniques de réduction du volume de données, telles que la compression et la déduplication. Néanmoins, avec des lignes WAN à 10 Gbit/s, les volumes de données à traiter sont colossaux, et les technologies d'accélération WAN existantes pour les serveurs cloud ne permettent pas d'accroître suffisamment le débit effectif.
Les laboratoires Fujitsu ont développé une technologie d'accélération WAN capable de fonctionner en temps réel à des vitesses de 10 Gbit/s ou plus. Cette technologie utilise une unité de calcul dédiée pour divers processus, tels que le calcul des valeurs des caractéristiques et le traitement de compression, intégrée à un FPGA au sein d'un serveur. Ceci permet le fonctionnement en parallèle de ces unités de calcul grâce à la fourniture de données aux moments opportuns, en fonction de la durée prévue de chaque calcul.
Dans un environnement de test où cette technologie a été implémentée sur des serveurs utilisant des FPGA et connectés via des lignes de 10 Gbit/s, les laboratoires Fujitsu ont confirmé qu'elle atteignait des débits de transfert effectifs jusqu'à 40 Gbit/s, soit les meilleures performances du secteur. Cette technologie a permis le transfert de données à haut débit entre clouds, notamment le partage et la sauvegarde de données, facilitant ainsi la création de services cloud de nouvelle génération capables de partager et d'utiliser de grands volumes de données pour diverses entreprises et dans différents lieux.
Fujitsu Laboratories prévoit de déployer cette technologie, utilisable dans des environnements cloud, sous forme d'application installée sur un serveur équipé d'un FPGA. L'entreprise poursuit ses évaluations en conditions réelles en vue d'une commercialisation en 2018.
Fujitsu Laboratories a annoncé les détails de cette technologie lors de la conférence internationale sur les technologies programmables sur le terrain (FPT 2017), une conférence internationale qui s'est tenue à Melbourne, en Australie, du 11 au 13 décembre.
Contexte du développement :
Avec l’essor du cloud ces dernières années, on observe une tendance à accroître l’efficacité de la gestion et de la maintenance des données et des serveurs en migrant vers le cloud les données (documents internes, données de conception et courriels) auparavant gérées sur des serveurs internes. Par ailleurs, comme en témoigne l’adoption généralisée des technologies numériques telles que l’IoT et l’IA, on attend beaucoup de la transformation du travail et des entreprises grâce à l’analyse et à l’utilisation de volumes importants de données, notamment les images issues des caméras d’usines et autres sites, ainsi que les données de journalisation des appareils. En conséquence, le volume de données transitant sur les réseaux WAN entre les clouds a connu une croissance exponentielle, engendrant un besoin en technologies d’accélération WAN de nouvelle génération capables de transferts de données à haut débit et à grande échelle entre les clouds.
Problèmes :
Les technologies d’accélération WAN améliorent les vitesses de transfert effectives en réduisant le volume de données par compression ou déduplication. Lors de transferts à très haut débit (10 Gbit/s), le volume de données à traiter est tel que la vitesse de compression et de déduplication engendre des goulots d’étranglement au niveau des serveurs. Par conséquent, pour améliorer les performances en temps réel, il est nécessaire d’utiliser des processeurs plus rapides ou des technologies d’accélération WAN offrant des vitesses de traitement supérieures.
Concernant la nouvelle technologie développée
par Fujitsu Laboratories, une technologie d'accélération WAN permet un fonctionnement en temps réel dans le cloud à des vitesses de 10 Gbit/s ou plus, grâce à l'utilisation de FPGA embarqués comme accélérateurs. L'efficacité de cette technologie repose sur le recours à un FPGA pour gérer les tâches de traitement gourmandes en calcul, difficiles à optimiser sur le CPU par compression ou déduplication. Ceci est rendu possible par une connexion efficace entre le CPU et l'accélérateur FPGA.
Voici le détail de la technologie :
1. Technologie de parallélisation FPGA utilisant des unités de calcul dédiées et hautement parallèles :
Fujitsu Laboratories a développé une technologie de parallélisation FPGA qui réduit considérablement le temps de traitement nécessaire à la déduplication et à la compression des données. Cette technologie repose sur l’implémentation d’unités de calcul spécialisées pour le partitionnement des données, le calcul des valeurs des caractéristiques et le traitement de compression sans perte sur un FPGA, dans une configuration hautement parallèle. Ceci permet un fonctionnement hautement parallèle des unités de calcul, avec une livraison des données aux moments opportuns, en fonction des prévisions de fin de chaque calcul.
2. Technologie d’optimisation du flux de traitement entre le CPU et le FPGA :
Auparavant, pour déterminer s’il convenait d’appliquer une compression sans perte aux données en fonction de l’identification des doublons, il était nécessaire de lire les données deux fois : avant et après l’identification des doublons sur le FPGA. Cette opération augmentait la charge système et limitait les performances. En centralisant le transfert de traitement vers le FPGA, en gérant à la fois le prétraitement d'identification des doublons et le traitement de compression sur le FPGA, et en utilisant une séquence de traitement qui contrôle la manière dont les résultats de la compression sont reflétés dans le CPU en fonction des résultats d'identification des doublons, cette technologie réduit la surcharge liée au rechargement des données d'entrée et aux échanges de contrôle entre le CPU et le FPGA. Ceci réduit le temps d'attente dû au transfert de données et de contrôle entre le CPU et le FPGA, assurant ainsi un fonctionnement efficace et coordonné de l'accélérateur CPU et FPGA.
via
des liaisons de 10 Gbit/s. Lors d'un test simulant des sauvegardes de données régulières, incluant documents et vidéos, la technologie a atteint des vitesses de transfert jusqu'à 40 Gbit/s, un record dans le secteur. Cette technologie a amélioré le transfert de données sur les connexions WAN, permettant des transferts de données à haut débit entre clouds, tels que le partage et les sauvegardes de données, et facilitant la création de services cloud de nouvelle génération qui partagent et utilisent de grands volumes de données pour diverses entreprises et sites.
Projets futurs :
Fujitsu Laboratories continuera d’évaluer cette technologie en conditions réelles et de l’implémenter dans des appliances virtuelles utilisables dans le cloud. Fujitsu Laboratories prévoit de commercialiser cette technologie en tant que produit Fujitsu Limited au cours de l’exercice 2018.
