Осенью 2020 года Intel представила второе поколение сетевых процессоров Tofino, в котором были достигнуты скоростные показатели 12,8 Тбит/с и 6 млрд пакетов в секунду, а движок P4 сделал эти чипы действительно универсальными. Год спустя Intel анонсирует ещё более совершенные чипы Tofino. Процессоры для «умных» сетевых фабрик (IFP, Intelligent Fabric Processor), как их теперь называет Intel, Tofino 3 должны задать новую планку производительности и изменить подход к инфраструктуре ЦОД.
Свое видение сетевых архитектур Intel опубликовала в том же 2020 году — компания считает, что будущее лежит за «умными» сетевыми устройствами, программируемыми с помощью языка P4 и сочетающими в себе элементы традиционной электроники и фотоники. Уже тогда 16 оптических каналов обеспечивали работу четырёх портов класса 400G.
Новое поколение Tofino 3 подтверждает верность курса Intel: в третьем поколении линейную пропускную способность удалось повысить вдвое, с 12,8 до 25,6 Тбит/с, а скорость обработки трафика — с 6 до 10 млрд пакетов в секунду. Сердцем Tofino 3 являются 8 программируемых конвейеров, каждый из которых работает на частоте до 1,25 ГГц и обрабатывает по одному пакету за такт. Каждый из конвейеров может оперировать четырьмя 100G-подключениями или восемью 50G и располагает весьма приличным объёмом памяти SRAM и TCAM — 200 и 10,3 Мбит соответственно.
Возросли практически все параметры: если второе поколение Tofino имело буфер пакетов объёмом 64 Мбайт, то в третьем эта цифра уже может достигать 192 Мбайт, есть блоки SerDes 112G (PAM4), а шина PCIe 3.0 сменилась на более производительную PCIe 4.0. Более того, при необходимости объёмы буферов и таблиц могут быть значительно увеличены с помощью FPGA Intel Stratix, с которыми Tofino 3 умеет общаться напрямую.
В новой серии анонсировано четыре разных варианта кремния Tofino 3, отличающихся количеством конвейеров, конфигурацией блоков SerDes, объёмами буферов и количеством поддерживаемых портов. Но даже младший вариант превосходит Tofino 2 по многим параметрам, а старший, по мнению Intel, может претендовать на статус «самого продвинутого сетевого процессора современности» — единственный чип может обслуживать до 64 портов 400GbE или до 256 портов 100GbE (и ниже). Причём все — с глубокой телеметрией (In-band Network Telemetry) на лету без снижения производительности.
Платформа Intel Tofino опирается на P4 — это открытый язык, специально оптимизированный для программирования сетевых устройств, таких как коммутаторы и маршрутизаторы. В отличие от традиционных сетевых ASIC с жёстко заданной функциональностью, Intel Tofino позволяет адаптировать уже построенную сеть применительно к новым нуждам, например, оптимизировать её для систем машинного обучения. Для облегчения процесса разработки ПО для платформы Tofino Intel сопровождает её набором P4 Studio.
Унификация снизит расходы на развёртывание и поддержку таких ЦОД, интеллектуальная аналитика предотвратит возникновение проблем с сетью на самых ранних этапах, а поддержка доверенных доменов обеспечит высокий уровень безопасности. Новые IFP компания видит в качестве «цементирующего» звена в ЦОД ближайшего будущего, которое сможет связать в единое целое самые разные ресурсы: вычислители и ускорители любого типа, хранилища и пулы памяти, IPU/DPU/SmartNIC и коммутаторы.
C помощью анонсированного на днях набора разработки IPDK можно создать сквозные конвейеры с P4-обработкой трафика на всём пути его прохождения как для программных, так и для аппаратных решений. А поскольку набор является открытым, жёсткой привязки к решениям Intel нет. P4 весьма популярен, поэтому стоит ждать интеграции и с решениями других производителей.