Českému akademickému sdružení CESNET se společně s francouzským podnikem Reflex CES podařilo vyvinout jednu z prvních FPGA akceleračních karet s rychlostí 400 Gb/s. Postavená je pro přesné monitorování sítě a pro aplikace zajišťující bezpečnost síťové infrastruktury.
Projekt označený jako FOKUS finančně podpořilo ministerstvo vnitra. Společnost Reflex CES je významný světový dodavatel FPGA technologií a bude kartu nabízet zákazníkům s podporou FPGA návrhu ze strany firmy BrnoLogic zabývající se FPGA a ASIC. CESNET za to bude dostávat licenční poplatky. CESNET a Francouzi mají spolupracovat na dalším vývoji.
Jiří Sikora a Jakub Cabal a Jan Kořenek z CESNETu kartu popisují takto:
Díky nové generaci sběrnice PCI Express umožňuje karta přenést plnou kapacitu linky do paměti hostitelského počítače, a jednoduše tak rozdělit monitorovací a bezpečnostní funkce mezi hardware a software. V současné době nejsou komerčně dostupné servery, které by podporovaly nejnovější standard PCI 5.0. Nicméně i na tuto skutečnost návrh nové karty pamatuje. Karta je vybavena rozšiřujícím konektorem, který umožňuje přenášet data paralelně po dvou PCIe slotech, a dosáhnout tak požadované 400Gb rychlosti i v případě použití o něco dostupnějších PCIe 4.0 sběrnic.
Návrh monitorovací karty vychází z dlouholetých zkušeností sdružení CESNET v oblasti hardwarové akcelerace a rychlého zpracování síťového provozu. Už v roce 2015 vytvořil výzkumný tým ze sdružení CESNET a společnosti Netcope Technologies jednu z prvních 100Gb akceleračních karet, která získala o rok později cenu Česká hlava v kategorii Industrie. Další výzkum sdružení se soustředil na flexibilitu programování akceleračních karet pomocí jazyka P4 a na zvyšování rychlosti zpracování síťových dat na 400 Gb/s.
Zpracování síťových dat na rychlosti 400 Gb/s přináší řadu problémů. Díky vysoké rychlosti přenášených dat může během jednoho cyklu hodin přijít hned několik paketů najednou. Abychom mohli zpracovávat data na takto vysokých rychlostech, bylo nutné vymyslet efektivní způsob paralelního zpracování, který na jedné straně umožňuje dosáhnout požadované rychlosti 400 Gb/s a na druhé straně efektivně pracuje s dostupnými hardwarovými zdroji v technologii FPGA.
Nová 400Gb FPGA akcelerační karta je vybavena jedním rozhraním 400Gb Ethernetu, Quad-core 64bit ARM Cortex-A53 procesorem s DDR4 pamětí a dvojicí slotů rychlých dynamických pamětí DDR4 s kapacitou až 2× 32 GB a rozhraním PCIe 5.0. Vznik karty byl podpořen společností Intel prvními vzorky nových FPGA SoC čipů Agilex I-Series, které podporují nejen rozhraní 400Gb Ethernetu, ale také umožňují připojení na PCI Express sběrnici 5. generace (PCIe 5.0).