TOE-IP – IPコア かんたん紹介 https://dgway.com/blog DG製品の魅力が1分でわかる Fri, 05 Aug 2022 16:59:24 +0000 ja hourly 1 TCP通信のマルチ・セッションで100GbE帯域を最大活用 https://dgway.com/blog/2022/05/toe100gmultisession/ https://dgway.com/blog/2022/05/toe100gmultisession/#respond Fri, 06 May 2022 13:34:09 +0000 https://dgway.com/blog/?p=365 TOE100G-IPコアは、100GbE(25×4)リンクから最高効率のスループットを得るように設計されており、TCP&100GbE光ケーブルによる超高速・長距離データ伝送に最適なソリューションです。
しかしながら、ホストPCとのTCP通信においては、CPU,OSあるいはデバイス・ドライバ等の制約がボトルネックとなり、転送効率が大幅に低下します。 TOE100G-IPを複数インスタンスしマルチ・セッションの同時転送とすることで、TCPスループットを最大化し、トータル転送速度の大幅改善が図れます。

TOE100G-IP記事: 12GB/秒のTCP通信をFPGAで実現

PCとのTCP通信では、100GbEのパフォーマンスを最大限活用できない

PCとのTCP通信では、PC側の様々な制約がボトルネックとなり、転送効率が大幅に低下

TOE100G-IP マルチ・セッションで、転送パフォーマンスを改善

TOE100G-IP をFPGA側に複数インスタンスし、マルチ・セッションに対応した、リファレンス・デザインを準備
マルチ・セッション リファレンス・デザインでPCとのTCP通信パフォーマンスを大幅改善

マルチ・セッションデモ環境

接続環境は、100Gビット・イーサネットカードを装着した一般的なLinux PCでテスト

マルチ・セッション デモ パフォーマンス評価

左側コンソールがFPGA側、右側の4つのコマンド・プロンプト・ウインドウがPC側で、100GビットTCP通信を4セッション確立し、転送評価
4セッション合計の転送速度は9,182MB/秒を計測

転送パフォーマンス結果とさらなる改善案

4セッションにすることで転送速度が大幅に改善しました!!
マルチ・セッション化は、高価なエンタープライズ向けサーバーを準備しなくても、超高速TCP通信を実現するソリューションです。
※PCの環境によりパフォーマンス結果および最適なセッション数は異なります。
2セッション x 2ポート(合計4セッション)実装例
4セッション x 2ポート(合計8セッション)実装例

まとめ

  • TOE100G-IPは完全ハードロジックIPで、CPU不要のため、FPGA同士の転送で最高パフォーマンス(最大12GB/秒)を実現
  • しかしPCとのTCP通信の場合、PC側の制約により、パフォーマンスが低下する
  • TOE100G-IP複数インスタンスによるマルチ・セッション化で、100Gビット帯域をフルに活用
  • TOE100G-IP マルチ・セッション リファレンス・デザインは、PC側に費用をかけずに100GビットTCP転送を実現するソリューション

詳しくは、YouTubeビデオからも確認できます。
TOE100G-IP : マルチセッション パフォーマンス・デモ (Xilinx KCU116)

TOE100G-IP : Xilinx版 詳しくはこちら┃Intel版 詳しくはこちら

TOE100G-IPについて、お気軽にお問い合わせください

]]> https://dgway.com/blog/2022/05/toe100gmultisession/feed/ 0 100Gbit イーサネットで実現可能なアプリケーション https://dgway.com/blog/2021/03/100gbit-app/ https://dgway.com/blog/2021/03/100gbit-app/#respond Fri, 19 Mar 2021 10:58:25 +0000 https://dgway.com/blog/?p=143 TOE100G-IPコアは、FPGA上で最小時間内にビッグデータを処理するシステムに最適なソリューションです。マルチ・チャネルHDビデオ・ストリーミング、自動運転開発システム、医療用スキャナーなど、超・高速ネットワーク通信を必要とするアプリケーションに最適です。

TOE100G-IP 特長

データ量の飛躍的な増加により、通信処理速度の高速度化が必要不可欠となっています。
TCP/IPスタックを実装するTOE100G-IPは、100Gイーサネット・システムの上限の10Gバイト/秒超の、信頼性の高いデータ転送を実現します。
TOE100G-IPは、シンプルなインターフェースでユーザーロジックおよびXilinx イーサネット・サブシステムと接続
完全ハードウェア・ロジック設計で、CPUおよび外部メモリが不要

アプリケーション例

マルチチャネル・ビデオストリームシステムや自動運転システムに最適
  • 多チャネル高画質ビデオ・ストリーム・システム : 8Kで4チャネル・ストリーミングが可能
  • 自動運転システム : 各種車載センサからの膨大なデータをリアルタイム解析・処理し、運転システムを制御
TOE100G-IPを100Gbイーサネット・サブシステムにプラグインするだけで、たくさんのデータソースからの情報をネットワーク経由で容易に監視できます。

詳しくは、YouTubeビデオからも確認できます。
TOE100G-IP アプリ例紹介ビデオ

TOE100G-IP : Xilinx版 詳しくはこちら┃Intel版 詳しくはこちら

TOE100G-IPについて、お気軽にお問い合わせください

]]> https://dgway.com/blog/2021/03/100gbit-app/feed/ 0 12GB/秒のTCP通信をFPGAで実現 https://dgway.com/blog/2021/03/toe100g-12gbtcp/ https://dgway.com/blog/2021/03/toe100g-12gbtcp/#respond Wed, 03 Mar 2021 05:16:40 +0000 https://dgway.com/blog/?p=119

TOE100G-IPコアは、100GbE(25×4)リンクから最高効率のスループットを得るように設計されており、TCP&100GbE光ケーブルによる超高速・長距離データ伝送に最適なソリューションです。その驚異的なパフォーマンスを、Xilinx KCU116 と Alveo U250 を使って実測しました。

Xilinx版 詳しくはこちら┃Intel版 詳しくはこちら

完全ハードロジックの100G TCP/IP オフロード・エンジン

100G TCP通信速度評価を、Xilinx KCU116 と Alveo U250 を直結して行います。

接続方法

Xilinx KCU116 と Alveo U250 を、4xSFP28 – QSFP28 光ファイバーケーブルで接続
Vivadoツールから、無償提供のビットファイルを2台のボードにプログラミング

転送速度評価

コンフィグが完了すると、シリアル・コンソールにメニューが表示されます。KCU116 をサーバー、U250 をクライアントとして設定します。
サーバ側(KCU116)は「Send Data Test」、クライアント側(U250)は「Receive Data Test」を選択し、転送データサイズ、パケットサイズ、モードを入力すると、転送が開始します。
転送中は毎秒ごとに送/受信データサイズが表示されます。
転送が完了すると、転送速度が表示されます。スループット上限に迫る 12,389MB/秒の超高速転送を達成!!
「Full Duplex Test」を選択すると、同時双方向全2重通信ができます。
Full Duplex モードでも、双方向とも 11,171 MB/秒を達成、超高効率の転送を実現します。

評価結果

TOE100G-IPは、データスループット要件の急速な増大に対応するための最適ソリューション

超・高速ネットワーク通信を必要とするアプリケーション例

  • マルチ・チャネルHDビデオ・ストリーミング
  • カメラ、LIDAR、レーダー、センサーのマルチ・チャネルで構成される自動運転開発システム
  • MRIやPETスキャンなどの医療用スキャナー

詳しくは、YouTubeビデオからも確認できます。
12GB/s超高速転送を達成 TOE100G-IP 評価デモ

TOE100G-IP : Xilinx版 詳しくはこちら┃Intel版 詳しくはこちら

TOE100G-IPについて、お気軽にお問い合わせください

]]> https://dgway.com/blog/2021/03/toe100g-12gbtcp/feed/ 0