NVIDIA DOCA ra đời như một nền tảng phần mềm mạnh mẽ, giúp doanh nghiệp tối ưu hạ tầng và tăng tốc xử lý dữ liệu. Trong bài viết sau, cùng tìm hiểu NVIDIA DOCA là gì? Các chức năng và cấu trúc của nền tảng này như thế nào?
1. NVIDIA DOCA là gì?
NVIDIA DOCA, viết tắt của Data-Center-Infrastructure-On-a-Chip Architecture, là nền tảng phần mềm tiên tiến được phát triển đặc biệt cho các đơn vị xử lý dữ liệu (DPU) của NVIDIA. Đây là giải pháp toàn diện giúp các tổ chức quản lý hiệu quả tài nguyên trung tâm dữ liệu, đồng thời tăng tốc đáng kể quá trình xử lý dữ liệu và tối ưu hóa cơ sở hạ tầng.
2. Chức năng và vai trò chính
- Tăng tốc và tách biệt hạ tầng: DOCA cho phép tách biệt các dịch vụ hạ tầng khỏi khối lượng công việc chính, nhờ đó cải thiện đáng kể hiệu suất ứng dụng, bảo mật và khả năng vận hành máy chủ. Các dịch vụ mạng, lưu trữ và bảo mật được xử lý trực tiếp trên BlueField, còn dữ liệu được truyền tới ứng dụng với tốc độ cực nhanh và an toàn.
- Nền tảng điện toán tiên tiến: DOCA là “trái tim” của NVIDIA BlueField, giúp nó trở thành nền tảng điện toán mạnh mẽ cho trung tâm dữ liệu. BlueField có thể cung cấp dịch vụ mạng, lưu trữ, bảo mật và quản lý hạ tầng theo mô hình định nghĩa bằng phần mềm, được tăng tốc ở quy mô lớn.
- Khả năng hỗ trợ thiết bị đa dạng: DOCA tương thích với cả NVIDIA BlueField và ConnectX®, mang đến kết nối Ethernet và InfiniBand với băng thông lên tới 800 Gb/s, đáp ứng nhu cầu hạ tầng hiện đại tốc độ cao.
3. NVIDIA DOCA có gì vượt trội so với các giải pháp khác
Hiệu suất vượt trội: DOCA tận dụng sức mạnh phần cứng BlueField DPU để tăng tốc dịch vụ mạng, lưu trữ và bảo mật, giúp ứng dụng chạy nhanh và ổn định hơn.
- Dễ dàng lập trình: Thay vì phức tạp như FPGA, DOCA cung cấp SDK với API mở và thư viện phong phú, giúp nhà phát triển nhanh chóng xây dựng và triển khai ứng dụng.
- Khả năng mở rộng linh hoạt: DOCA có thể triển khai từ quy mô nhỏ đến trung tâm dữ liệu lớn, đáp ứng nhu cầu đa dạng của doanh nghiệp.
- Bảo mật tích hợp trong phần cứng: Các cơ chế bảo mật được gắn trực tiếp vào phần cứng, giúp bảo vệ dữ liệu và ứng dụng hiệu quả hơn.
- Triển khai đa môi trường: DOCA hỗ trợ nhiều môi trường khác nhau, từ điện toán biên (edge) đến đám mây, mang lại sự linh hoạt cao.
- Hệ sinh thái toàn diện: Sự kết hợp chặt chẽ giữa phần cứng và phần mềm tạo nên nền tảng vững chắc để phát triển ứng dụng trung tâm dữ liệu hiệu suất cao, an toàn và dễ quản lý.
4. Cấu trúc phần mềm DOCA
Phần mềm DOCA được xây dựng từ hai thành phần chính:
4.1 DOCA SDK (Software Development Kit)
Đây là bộ công cụ phát triển phần mềm gồm API mở theo tiêu chuẩn công nghiệp, thư viện, driver, công cụ, tài liệu và các ứng dụng mẫu. DOCA SDK hỗ trợ nhiều hệ điều hành, có sẵn cho cả kiến trúc Arm® và x86. Ngoài ra, SDK còn đi kèm nhiều bộ tăng tốc chuyên biệt, chẳng hạn như:
- RDMA acceleration SDK: hỗ trợ UCC, UCX, RDMA verbs, GPUDirect®.
- Network acceleration SDK: hỗ trợ ASAP2™ SDN, VirtIO, P4, 5T cho 5G và đồng bộ thời gian Firefly.
- Security acceleration SDK: tích hợp mã hóa nội tuyến và bảo mật runtime App Shield.
- Storage acceleration SDK: hỗ trợ mô phỏng, ảo hóa lưu trữ, mã hóa và nén dữ liệu.
- Data path acceleration (DPA) SDK: tăng tốc khối lượng công việc cần truy cập NIC hiệu suất cao.
- Management SDK: quản lý triển khai, cung cấp và điều phối dịch vụ.
4.2 DOCA Runtime Environment
Được tích hợp sẵn trên nền tảng BlueField, môi trường này cung cấp công cụ để cấp phát, triển khai và điều phối các dịch vụ container trên hàng trăm hoặc hàng nghìn DPU và SuperNIC trong trung tâm dữ liệu.
DOCA-Host và khả năng tương thích
- DOCA-Host: gói cài đặt trên host, bao gồm driver và công cụ cần thiết cho các thiết bị BlueField và ConnectX®. Nó cung cấp giao diện để kết nối với nền tảng mạng NVIDIA.
- Khả năng tương thích: DOCA hỗ trợ đa thế hệ, đảm bảo ứng dụng viết hôm nay có thể chạy mượt mà và tiếp tục tận dụng các cải tiến hiệu suất trên các thế hệ BlueField tương lai.
5. Các câu hỏi thường gặp về NVIDIA DOCA
5.1 Cách bắt đầu với NVIDIA DOCA
Trước tiên, bạn cần có phần cứng BlueField DPU, sau đó tải và cài đặt DOCA SDK từ trang developer của NVIDIA. Tiếp theo, thiết lập môi trường phát triển theo hướng dẫn và thử các ví dụ mã nguồn có sẵn trong SDK. Ngoài ra, NVIDIA còn cung cấp tài liệu kỹ thuật, hướng dẫn chi tiết và khóa học trực tuyến để giúp bạn nhanh chóng làm quen với nền tảng này.
5.2 Phần cứng tối thiểu để chạy NVIDIA DOCA là gì?
Bạn cần một NVIDIA BlueField DPU (từ BlueField-2 trở lên), máy chủ có CPU ít nhất 4 lõi, 8GB RAM, và 50GB dung lượng trống. Để đạt hiệu suất tối ưu, nên sử dụng kết nối PCIe Gen 4 x16 giữa máy chủ và DPU. Hệ điều hành yêu cầu là Linux 64-bit như Ubuntu 20.04 LTS hoặc Red Hat Enterprise Linux 8.4 trở lên.
5.3 Cách đánh giá hiệu suất ứng dụng DOCA
Bạn có thể dùng các công cụ phân tích (profiling) có sẵn trong DOCA SDK như DOCA Telemetry và DOCA Performance Analyzer để theo dõi thông lượng, độ trễ, mức sử dụng tài nguyên và các chỉ số quan trọng khác. Ngoài ra, NVIDIA còn cung cấp các bài benchmark giúp bạn so sánh hiệu suất của ứng dụng trước và sau khi triển khai DOCA.
Với hiệu suất vượt trội, bảo mật tích hợp và khả năng triển khai đa môi trường, NVIDIA DOCA đang trở thành lựa chọn hàng đầu cho các trung tâm dữ liệu thế hệ mới. Hy vọng bài viết này giúp bạn có cái nhìn toàn diện hơn để khai thác sức mạnh của DOCA cho hạ tầng doanh nghiệp.
