什么是网卡？相比传统网卡，智能网卡（SmartNIC）有何特点？（网卡是什么情况?）

本文将从智能网卡的发展背景，网卡及智能网卡技术简介两个维度，探讨二者的各自特点网卡（Network Interface Card，简称NIC）是将电脑接入局域网的设备，网卡插在计算机主板的总 线插槽中，负责将用户要传递的数据转换为网络设备能够识别的格式，通过网络介质传输。

智能网卡（Smart NIC），也称智能网络适配器，除了能完成标准网卡所具有的网络传输功能之外， 还提供内置的可编程、可配置的硬件加速引擎，提升应用的性能和大幅降低CPU在通信中的消耗，为应用 提供更多的CPU资源。

例如，在高度虚拟化的环境中，主机CPU需要运行OVS（Open Virtual Switch） 相关任务，同时CPU还要处理存储、数据包的在线加解密或离线加解密、数据包深度检查、防火墙、复杂 路由等操作，这些操作不仅消耗大量的CPU资源，同时由于不同业务之间的CPU资源争夺，导致业务的性 能不能发挥到最佳。

网卡作为连接各种业务的枢纽，在网卡上对于上述业务进行加速，成为了最理想的场 所智能网卡的出现，为解决这个问题提供了新的思路，我们可以通过智能网卡来将OVS操作从CPU卸载下来，并完成存储加速、数据加密、

深度包检测和复杂路由等各种功能，将花费在处理这些工作负载上的 大量的CPU周期返回给主机CPU，同时解决了不同业务之间的冲突问题，大幅提升了各项业务的性能，也 确保了服务器CPU能为应用提供最大的处理能力或者提供更多的

虚拟机（VM）服务，创造更大的价值了解完上述定义，我们再看看网卡与智能网卡的技术特点，智能网卡的技术要点对比，以及网卡与智能网卡的性能对比· 网卡架构技术特点 网卡的架构如图所示，一个典型的NIC由一个处理网络流量的处理器、一对处理数据移动的DMA引擎 和一个用于。

缓冲区和Doorbell的本地存储器（通常是RAM）组成。

· 智能网卡架构技术特点智能网卡是具有独立的计算单元，能完成特定的基础设施功能操作的网卡，如智能网卡可完成特定 的重组加速、安全加速等操作，相对于普通网卡可以带来较大的性能提升智能网卡上的可编程ASIC或 FPGA单元有可以运行自定义软件的计算层，计算层可以为网络流量提供服务，并可以执行特定网络及数据 中心基础设施功能，还为外部网络和服务器OS之间提供了额外的安全层（也就是将安全保障由ToR交换机 转移向了该设备）。

· 各种智能网卡实现的技术要点对比目前的智能网卡有ASIC、FPGA和片上系统（SoC）三种实现。

不同实现方式的智能网卡在成本、编程的简易性和灵活性方面存在各种权衡ASIC非常具有成本效 益，可以提供最佳的性价比，但它的灵活性受ASIC中定义的功能的限制 基于FPGA智能网卡则可以在可用逻辑门约束范围内，花费足够的时间和成本来相对有效地支持几乎 任何功能。

但FPGA编程简易性较差且价格昂贵 对于更复杂的、更广泛的用例，基于SoC（如NVIDIA的BlueField DPU）提供了最佳的智能网卡实施 选项：良好的性价比、易于编程且高度灵活。

网卡与智能网卡的性能对比（如表2所示）

以上内容整理自赛迪顾问《2021中国DPU行业发展白皮书》，阅读白皮书全文，欢迎访问：《2021中国DPU行业发展白皮书》​microsite-wx-industries.nvidia.cn/Uploads/20211209/61b1809e68fba.pdf

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