作者 唐杰
和大家一样，当NVMeoF的标准出来之后，我们也在考虑如何快速帮助客户推出性价比靠谱的产品。和大部分潜在用户讨论之后，发现使用标准的RDMA网卡这条路可能有问题，因为25G的大户，Mellanox的网卡已经号称支持NVMeoF的协议卸载（其实，我到现在都没明白，Mellanox如何做到在NVMeoF协议没有推出之前都能在ASIC上做协议卸载）。
摆在眼前的选择不多，也很明显，必须要在FPGA做Intel做了几十年的事情——集成。FPGA的好处就在这里体现了，我们可以方便地实现各种I/O的接口，并在内部通过AXI BUS进行低成本的互联。
使用集成大法，使用FPGA的100G的MAC做了一个支持RoCEv2的100G RDMA Ethernet interface，使用FPGA上的硬核（ARM A-53）,或者软核（MicroBlaze）做控制链路。
在NVMe后端，使用PCIE硬核+软核的方式可以支持多达8个的NVMe SSD。
从系统框图上，可以看到整个方案就是一个单芯片解决方案。可以说是把一个X86的存储机头在FPGA里进行了实现。
当然，和任何创新一样，都不是一帆风顺的。使用FPGA做RDMA的网卡并不多见，ARM的生态，特别是对于数据中心至关重要的PCIE的生态也不健全，毕竟ARM上支持一个PCIE RC 以及多个PCIE root port 都是新课题。
在FPGA中实现NVMeoF的优势也是比较明显的：
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NVMeoF对于RDMA的verbs的要求很低，只用实现部分的命令，同时NVMeoF所有的I/O都是从Target发起，因此只用实现部分功能即可。
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FPGA中有大量的Block RAM, 在通讯业中使用Block RAM构建多级的FIFO来实现数据管道，这NVMeoF中，可以构建面向NVMe的CQs/SQs，RDMA 网卡的QPs。利用FPGA的片上内存，可以实现clock级别的数据传输。使用了cut through的dataflow，不用使用大量的DDR来做数据缓存。
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因为AI兴起了异构计算这个概念，FPGA厂商也从善如流，推出了包含ARM硬核的ZYNQ系列产品，在这里ARM可以做控制链路， 不参与数据的传输。使用ARM，也方便了我们的软件开发，目前ARM上的软件都是从Linux的upstream上移植过来，除了支持Xilinx的Petalinux以外，也会支持类似RHEL的Data Center 操作系统。在性能测试过程中， Xilinx的A-53的ARM core很淡定。
经历了种种考虑之后，Xilinx开始行动了，于是有了这个板子【1】，作为Xilinx在数据中心的I/O加速板， 实现了ARM在控制链路，数据链路在FPGA的实现。
插播广告，这个平台同样可以做对象存储的接口，实现KV store，请移步【2】。
【1】http://sidewinder.fidus.com/
【2】https://www.missinglinkelectronics.com/index.php/menu-products/key-value-store-accelerator
