La cumbre inaugural de SmartNIC, celebrada del 26 al 28 de abril de 2022 en el Doubletree Inn en San José, California, contó con una gran asistencia de los principales proveedores de Smart NIC. Durante la Cumbre, Dell'Oro Group compartió las siguientes opiniones de las Smart NIC desde el punto de vista de las oportunidades de mercado y los casos de uso.
Primero, Dell'Oro Group reconoce dos tipos de controladores de interfaz de red (o NIC). Hay NIC estándar y Smart NIC.
- Las NIC estándar también se conocen como NIC fundamentales, más genéricamente como NIC regulares o tradicionales. Las NIC estándar brindan conectividad entre el servidor y la red, más comúnmente a través de Ethernet. Hoy en día, las NIC estándar tienen velocidades de puerto que van desde 1 Gbps hasta 200 Gbps. Las NIC estándar de gama alta que son configurables por el usuario también se denominan NIC de descarga o de rendimiento.
- Con respecto a las Smart NIC, los proveedores han ideado otras terminologías que están alineadas con sus mercados o aplicaciones objetivo, como DPU, IPU, DSC, etc. Fundamentalmente, las Smart NIC son similares en el sentido de que a menudo contienen un procesador completamente programable, como un ARM, FPGA o algún SoC, con lenguaje de programación, DRAM y almacenamiento integrados, y estructura de red y sistema operativo. Las Smart NIC, que se pueden optimizar para una infraestructura determinada, descargan una variedad de servicios de redes, seguridad y almacenamiento, liberando los núcleos de la CPU para alojar las aplicaciones principales.
En una presentación el día 1 de la cumbre, Dell'Oro Group pronosticó que el mercado de las Smart NIC crecerá a una tasa compuesta anual del 26 %, alcanzando los $1600 millones en 2026. En comparación, los ingresos de NIC estándar crecerán a una tasa compuesta anual de solo el 2 %. . Proyectamos que las Smart NIC comenzarán a canibalizar las NIC estándar para cargas de trabajo y usuarios, comenzando con los grandes proveedores de servicios. Para 2026, estimamos que aproximadamente el 40 por ciento de los ingresos de NIC provendrán de Smart NIC, en contraste con menos del 20 por ciento actual. El crecimiento de las Smart NIC no solo estará acompañado por una expansión del volumen, sino también por puntos de precio de producto más altos. En general, las Smart NIC exigirán una prima, que cuesta de tres a cinco veces más que una NIC estándar de la misma velocidad de puerto.
Antes de la aparición de las Smart NIC, el mercado de adaptadores Ethernet históricamente solo crecía a una tasa de un solo dígito bajo. Esperamos que las Smart NIC brinden nuevas oportunidades de crecimiento para los proveedores.
Las oportunidades
Las oportunidades de las Smart NIC varían según el segmento de clientes:
- La nube de EE. UU. de nivel 1 es el mercado más grande en la actualidad, pero generalmente es inaccesible para los proveedores externos.
- Los mercados Tier 1 China Cloud y Tier 2 Cloud siguen estando accesibles para los proveedores abiertos. Proveedores como Broadcom, Marvell y Pensando han tenido éxito vendiendo sus productos en este espacio.
- Actualmente, Telco es una pequeña porción del mercado, pero tiene un fuerte potencial de crecimiento. La virtualización de funciones de red (NFV) implementada en las redes móviles en el núcleo y el perímetro podría aprovechar las Smart NIC.
- El segmento de grandes empresas tiene casos de uso muy convincentes en el horizonte, como la aceleración para el almacenamiento distribuido y la seguridad.
Han surgido varios modelos de proveedores. Estos incluyen importantes proveedores de adaptadores de red como Intel, Marvell, Napatech y Nvidia, así como nuevos participantes como Pensando, Fungible y Eternity Networks.
Algunos de los principales proveedores de servicios en la nube han implementado servidores con sus propias Smart NIC. Microsoft, por ejemplo, obtuvo el controlador Ethernet y la FPGA de los proveedores para construir su Smart NIC desarrollada internamente. Otro ejemplo es Google, que desarrolló Mt. Evans Smart NIC en colaboración con Intel. Otros proveedores de servicios en la nube se caracterizan por un mayor nivel de integración vertical, mediante el cual implementan servidores con Smart NIC desarrolladas internamente que contienen silicio patentado. Amazon ha estado haciendo esto durante varios años, con silicio suministrado por su subsidiaria, Annapurna Labs. Creemos que Alibaba y Huawei también están siguiendo este enfoque, aunque en menor escala, ya que estos proveedores chinos buscan independizarse de los proveedores occidentales.
Como dispositivos totalmente programables, las Smart NICS pueden admitir una amplia gama de aplicaciones. Algunos casos de uso fueron propuestos durante la SmartNIC Summit por proveedores como AMD, Fungible, Juniper, Intel, Napatech y Nvidia:
- Funciones de red como equilibrio de carga y conmutadores virtuales (como aplicaciones comunes).
- Orquestar la gestión y la seguridad de la red en todo el centro de datos.
- Proporcionar aislamiento multiinquilino de forma segura cuando varios usuarios comparten el mismo servidor físico.
- Procesamiento de almacenamiento y protocolos de acceso a datos NVMe-oF, que permiten arquitecturas de almacenamiento distribuido escalables.
- Descarga a Smart NIC para tareas de virtualización como NFV y el hipervisor utilizado para HCI.
- Procesamiento de paquetes, beneficioso para cargas de trabajo sensibles a la latencia como la IA.
A pesar de los convincentes casos de uso identificados, los proveedores deben superar varios desafíos importantes para permitir una mayor adopción de Smart NIC:
1) alto consumo de energía en comparación con las NIC estándar,
2) falta de soluciones de desarrollo de software abiertas,
3) mayores costos iniciales (tres cinco veces más que en el caso de las NIC estándar).
A partir de 2021, aproximadamente un tercio de los proveedores de servicios en la nube de nivel 1 estaban conectados a Smart NIC, liderados principalmente por Amazon y Microsoft. Sabemos que este es principalmente un mercado cautivo hoy en día. También sabemos que estos gigantes de la nube pueden escalar de una manera que podría superar estos desafíos. Algunos de los proveedores de servicios en la nube de nivel 2 están implementando Smart NIC provenientes del mercado abierto para cargas de trabajo seleccionadas. Estimamos que el 20 por ciento de esos servidores están conectados mediante Smart NIC
En el resto del mercado, principalmente los SP de nube de nivel 3 y 4, empresas de telecomunicaciones y empresas, la adopción de Smart NIC es muy pequeña en la actualidad, con menos del uno por ciento de las implementaciones generales de servidores. Esto tiene una serie de implicaciones, que incluyen:
- Existe una gran oportunidad sin explotar para las Smart NIC.
- Los proveedores deberán continuar abordando varios desafíos con miras a reducir el TCO para los clientes. Y hemos visto a los proveedores progresar en este sentido. Algunos están reduciendo los nodos de proceso de los troqueles para reducir la envolvente de potencia. Algunos han proporcionado marcos de aplicación y SDK para permitir que los clientes salgan al mercado. Muchos productos hoy en día son compatibles con lenguajes de programación estándar como P4.
Como hemos visto, los proveedores progresan de varias maneras. Algunos están reduciendo los nodos de proceso del chip para reducir la envolvente de energía. Algunos han proporcionado marcos de aplicación y SDK para permitir que los clientes salgan al mercado, con lenguajes de programación estándar como P4, que la Cumbre SmartNIC abordó ampliamente. Los proveedores están brindando soluciones basadas en la plataforma abierta, lo que liberaría a los clientes de estar atados a un proveedor en particular.
En 2021, excluyendo el mercado cautivo de los proveedores de servicios en la nube de nivel 1, Marvell lideró a todos los proveedores en envíos, seguido de Broadcom, Napatech y Nvidia.
Resumen:
- Pronosticamos que el mercado de Smar NIC crecerá a una CAGR del 26 por ciento, a $ 1.6 B, en 2026.
- Actualmente, las Smart NIC las implementan principalmente los hyperscalers.
- Existe una amplia gama de casos de uso convincentes para empresas y proveedores de servicios en la nube más pequeños.
- El mercado abierto hoy está abarrotado.
- Se presentan desafíos tanto de capex como de opex.