De netwerkkaarten die in de pc zijn geïntegreerd of bekend onder de Engelse afkorting NIC, zijn midden in het internettijdperk een van de fundamentele onderdelen van alle soorten computers geworden die de moeite waard zijn. Ofwel om de pc aan te sluiten via een ethernetkabel of via een draadloos Wi-Fi-netwerk. In dit artikel zullen we het hebben over de evolutie van NIC's in SmartNIC.
Geïntegreerde netwerkkaarten of geïntegreerde netwerkcontrollers zijn een fundamenteel onderdeel van de huidige pc's, omdat het zonder hen niet mogelijk zou zijn om verbinding te maken met het netwerk van netwerken of met andere computers. Maar wat is de evolutie ervan geweest?
Wat zijn geïntegreerde netwerkkaarten?
Een geïntegreerde netwerkcontroller of NIC is niets meer dan een processor die ervoor zorgt dat twee computers via een netwerk met elkaar communiceren. Omdat de communicatie van informatie over lange afstanden niet de methoden gebruikt die intern in de hardware worden gebruikt, is een stuk nodig dat de elektrische signalen omzet in signalen die zich door een ander medium voortplanten.
Dit vereist dat elk van de computers die met elkaar communiceren de geïntegreerde netwerkkaart heeft om met elkaar te communiceren. In het geval dat we meerdere computers binnen hetzelfde netwerk hebben die met elkaar moeten communiceren en als we meerdere computers hebben, is een centrale router nodig die verantwoordelijk is voor het uitvoeren van de communicatie en de bijbehorende netwerkverzoeken tussen de verschillende computers die zijn aangesloten op zei netwerk. .
Netwerken op de eerste pc's
De eerste computers die op de markt kwamen, waren niet ontworpen om in een bedrijfsnetwerk te kunnen werken, aangezien dit was voorbehouden aan de minicomputers in de verschillende bedrijven waar elke gebruiker een terminal had. In werkelijkheid was er in deze omgevingen geen netwerk, maar een centrale computer waarvan de toegangs- en verwerkingstijd werd gedeeld door een reeks gebruikers, en dat waren er maar weinig.
Niettemin. een van deze vroege computers, de Apple II, maakte het al snel noodzakelijk om informatie in een kantooromgeving te communiceren. Allemaal dankzij het succes van de eerste spreadsheet, VisiCalc, maar toen bestond het delen van bestanden in een werkomgeving uit het doorgeven van opslagschijven van de ene gebruiker naar de andere. Met de lancering van de IBM 5150 werd het er niet beter op, aangezien voor IBM de zakelijke markt de meest lucratieve markt was en de minicomputerdivisie hen grote hoeveelheden kapitaal gaf, zodat de IBM 5150 ook niet de mogelijkheid had om verbinding te maken via een netwerk met andere seriële computers.
Jarenlang was de mogelijkheid om verbinding te maken met een netwerk op een pc een optie waarvoor een apart verkochte netwerkkaart nodig was. Omdat het iets was dat thuisgebruikers niet nodig hadden en als bedrijven dit de hoge prijzen voor netwerkkaarten in een personal computer motiveerden.
Netwerkkaarten bereiken de pc thuis
De eerste generatie computers met de mogelijkheid om verbinding te maken met internet deed dit via Modems, een stuk hardware dat rechtstreeks op het telefoonnetwerk werd aangesloten om verbinding te maken met het netwerk. Zijn grootste beperking? Het stond slechts toegangen toe van enkele kilobytes per seconde en hoewel ze jaar na jaar evolueerden in termen van hun snelheid in een korte tijd, waren ze beperkt in termen van hun capaciteit.
Het was met de komst van wat we breedbandinternet noemen en dus met de sprong naar veel hogere snelheden dat modems geleidelijk aan verdwenen om te worden vervangen door routers die het gebruik van een ethernetverbinding op een pc nodig hadden om ze te kunnen gebruiken. Tegelijkertijd hadden jarenlange integratie en evolutie in de pc ertoe geleid dat wat ooit extreem dure netwerkkaarten waren, konden worden geïntegreerd in de moederborden van zowel desktop- als laptop-pc's.
Tegenwoordig zijn de mogelijkheden van de netwerkkaart geïntegreerd in de chipset van onze computer, maar de evolutie van netwerkkaarten is verder gegaan dan het bieden van toegang tot internet en ze zijn een fundamenteel onderdeel geworden in het licht van de evolutie. van hardware, niet alleen om meerdere computers met elkaar te verbinden, maar voor creatie zowel binnen de pc als zelfs binnen een APU of SoC.
Evolutie van geïntegreerde netwerkkaarten
NIC's hebben in de loop van de tijd een geleidelijke evolutie ondergaan, waardoor de capaciteit van de netwerkprocessen die ze tegelijkertijd kunnen beheren, is toegenomen. De meeste NIC's die op pc's zijn gemonteerd, hebben een beperkte capaciteit, dus het is de CPU die deze processen moet managen. Helaas om kosten te besparen en feit is dat een stuk dat vaak over het hoofd wordt gezien bij het bekijken van de specificaties veel pc's met deze NIC worden geleverd.
Het tweede type heeft echter de mogelijkheid om de belasting van de CPU te verminderen bij het beheren van het aantal verzoeken dat door de pc wordt gedaan. Deze NIC's zijn meestal geïntegreerd in geavanceerde en dus hoogwaardige moederborden. Ze maken niet alleen de CPU vrij, maar hun communicatie verloopt ook veel soepeler. Ze zijn natuurlijk niet programmeerbaar en daarom is het niet mogelijk om hun vermogen te gebruiken om gegevens efficiënter naar verschillende situaties te verplaatsen.
Het derde en meest geavanceerde type zijn SmartNIC's en ze zullen de sleutel zijn voor de toekomst, ze hebben niet alleen meer verwerkingscapaciteit dan enig ander type NIC. Maar ze dienen ook om de verplaatsing van gegevens tussen CPU's en GPU's te versnellen in supercomputers die worden gebruikt voor datacenters waar het aantal netwerkprocessen veel hoger is. Het idee in dit geval is om SmartNIC's en het feit dat ze programmeerbaar zijn te gebruiken om databewegingen efficiënter te beheren. Tegenwoordig worden SmartNIC's geïmplementeerd door het gebruik van SoC's, gespecialiseerde ASICS zoals: NVIDIA DPU's op basis van Bluefield Mellanox-technologie of met behulp van FPGA's.
Wat doet een "netwerkkaart" met mijn processor?
In de toekomst zal de onderlinge communicatie van de verschillende componenten in een APU of een SoC gebeuren via een SmartNIC die in de chip zelf is geïntegreerd. Dit concept, dat bekend staat als NoC, bestaat uit het omzetten van elk van de klassieke elementen van een SoC in een element binnen een netwerk dat communiceert met de centrale SmartNIC voor communicatie tussen hen en met het geheugen.
Wat zijn wegenkaarten betreft, heeft NVIDIA ons GPU's laten zien met een SmartNIC erin geïntegreerd en in het geval van AMD, heeft de aankoop van Xilinx tot doel SmartNIC's op basis van Xilinx FPGA's te integreren in AMD-processors. . Houd er rekening mee dat naarmate het aantal CPU-cores en GPU's steeds groter wordt, de conventionele structuren om de elementen van een SoC te communiceren steeds minder efficiënt worden.
