Evolution des cartes réseau intégrées au PC

Evolution des cartes réseau intégrées au PC

Les cartes réseau intégrées au PC ou connues sous son acronyme en anglais, NIC, sont devenues au milieu de l'ère d'Internet l'une des pièces fondamentales de tous les types d'ordinateurs dignes de ce nom. Soit pour connecter le PC via un câble Ethernet ou via un réseau Wi-Fi sans fil. Dans cet article, nous allons parler de l'évolution des cartes réseau dans SmartNIC.

Les cartes réseau intégrées ou les contrôleurs de réseau intégrés sont un élément fondamental des PC d'aujourd'hui, car sans eux, il ne nous serait pas possible de nous connecter au réseau de réseaux ou à d'autres ordinateurs. Mais quelle a été son évolution ?

Que sont les cartes réseau intégrées ?

Architecture NIC

Un contrôleur de réseau intégré ou NIC n'est rien de plus qu'un processeur chargé de communiquer deux ordinateurs entre eux via un réseau. Étant donné que la communication d'informations sur de longues distances n'utilise pas les méthodes utilisées en interne dans le matériel, une pièce est nécessaire pour convertir les signaux électriques en signaux qui se propagent via un support différent.

Cela nécessite que chacun des ordinateurs qui communiquent entre eux disposent de la carte réseau intégrée pour communiquer entre eux. Dans le cas où nous avons plusieurs ordinateurs au sein du même réseau qui ont besoin de communiquer entre eux et si nous avons plusieurs ordinateurs, un routeur central est nécessaire qui est chargé d'effectuer la communication et les requêtes réseau correspondantes entre les différents ordinateurs connectés à ledit réseau. .

Réseaux sur les premiers PC

Adaptador-rouge-PC

Les premiers ordinateurs arrivés sur le marché n'étaient pas conçus pour pouvoir fonctionner en réseau d'entreprise, puisque celui-ci était réservé aux mini-ordinateurs situés dans les différentes entreprises où chaque utilisateur disposait d'un terminal. En réalité, dans ces environnements, il n'y avait pas de réseau, mais un ordinateur central dont l'accès et le temps de traitement étaient partagés par une série d'utilisateurs, qui étaient peu nombreux.

Cependant. l'un de ces premiers ordinateurs, le Apple II, a rapidement nécessité la nécessité de communiquer des informations dans un environnement de bureau. Tout cela grâce au succès du premier tableur, VisiCalc, mais à l'époque, le partage de fichiers dans un environnement de travail consistait à passer des disques de stockage d'un utilisateur à un autre. Les choses ne se sont pas améliorées avec le lancement de l'IBM 5150, car pour IBM le marché le plus lucratif était le marché des entreprises et sa division mini-informatique leur a donné de gros capitaux, donc l'IBM 5150 n'a pas non plus la possibilité de se connecter via un réseau avec d'autres ordinateurs série.

Pendant des années, la possibilité de se connecter à un réseau sur un ordinateur personnel était une option qui nécessitait une carte réseau vendue séparément. Parce que c'était quelque chose dont les utilisateurs à domicile n'avaient pas besoin et si les entreprises, cela motivait les prix élevés des cartes réseau dans un ordinateur personnel.

Les cartes réseau atteignent le PC domestique

Ports Ethernet

La première génération d'ordinateurs capables de se connecter à Internet le faisait via des modems, un élément matériel qui était directement connecté au réseau téléphonique pour se connecter au réseau. Sa plus grande limite ? Il n'autorisait que des accès de quelques kilo-octets par seconde et bien qu'année après année ils évoluaient en termes de vitesse en peu de temps, ils étaient limités en termes de capacité.

C'est avec l'arrivée de ce qu'on appelle l'internet haut débit et donc avec le passage à des débits beaucoup plus élevés que les modems ont progressivement disparu pour être remplacés par des routeurs qui nécessitaient l'utilisation d'une connexion ethernet sur un PC pour pouvoir les utiliser. Dans le même temps, des années d'intégration et d'évolution du PC ont permis d'intégrer des cartes réseau autrefois extrêmement coûteuses dans les cartes mères des ordinateurs de bureau et des ordinateurs portables.

Aujourd'hui, les capacités de la carte réseau sont intégrées dans le chipset de notre ordinateur, mais l'évolution des cartes réseau est allée au-delà de l'accès à Internet et elles sont devenues un élément fondamental face à l'évolution. de matériel, non seulement pour connecter plusieurs ordinateurs entre eux, mais pour la création à la fois au sein du PC et même au sein d'un APU ou d'un SoC.

Evolution des cartes réseau intégrées

Types de cartes réseau

Les cartes réseau ont connu une évolution progressive au fil du temps, augmentant la capacité des processus réseau qu'elles peuvent gérer en même temps. La plupart des cartes réseau montées sur des PC ont une capacité limitée, c'est donc la CPU qui doit gérer ces processus. Malheureusement, afin de réduire les coûts et le fait est qu'une pièce qui est souvent négligée lors de l'examen des spécifications, de nombreux PC sont livrés avec cette carte réseau.

Le deuxième type, cependant, a la capacité de réduire la charge sur le processeur lors de la gestion du nombre de requêtes effectuées par le PC. Ces cartes réseau se trouvent généralement intégrées dans des cartes mères avancées et donc haut de gamme. Non seulement ils libèrent le CPU, mais leur communication est beaucoup plus fluide. Bien sûr, ils ne sont pas programmables et il n'est donc pas possible d'utiliser leur capacité à déplacer des données plus efficacement dans différentes situations.

Carte réseau ASIC Mellanox Bluefield

Le troisième type et le plus avancé sont les SmartNIC et ils seront essentiels pour l'avenir, non seulement ils ont plus de capacité de traitement que tout autre type de NIC. Mais ils servent également à accélérer le mouvement des données entre les CPU et les GPU dans les supercalculateurs utilisés pour les centres de données où la quantité de processus réseau est beaucoup plus élevée. L'idée dans ce cas est d'utiliser les SmartNIC et le fait qu'elles soient programmables pour gérer plus efficacement les mouvements de données. Aujourd'hui, les SmartNIC sont implémentées grâce à l'utilisation de SoC, d'ASICS spécialisés tels que NVIDIA DPU basés sur la technologie Bluefield Mellanox ou utilisant des FPGA.

Que fait une « carte réseau » à mon processeur ?

SoC NoC

A l'avenir, l'intercommunication des différents composants d'un APU ou d'un SoC se fera via une SmartNIC intégrée dans la puce elle-même. Ce concept, appelé NoC, consiste à convertir chacun des éléments classiques d'un SoC en un élément au sein d'un réseau qui communique avec la SmartNIC centrale pour la communication entre eux et avec la mémoire.

Concernant ses feuilles de route, NVIDIA nous a montré des GPU avec une SmartNIC intégrée à l'intérieur et dans le cas de AMD, le rachat de Xilinx vise à intégrer des SmartNICs basées sur des FPGA Xilinx au sein des processeurs AMD. . Il faut garder à l'esprit qu'à mesure que le nombre de cœurs CPU et GPU augmente de plus en plus, les structures conventionnelles pour communiquer les éléments d'un SoC deviennent de moins en moins efficaces.