支持 RDMA 的智能网络适配器卡，具有针对高性能计算、Web2.0、云和存储平台的高级应用卸载功能。ConnectX-5 具备 Virtual Protocol Interconnect®，支持具有 100Gb/sInfiniBand 和以太网连接、小于 600 纳秒的延迟和非常高的消息速率的两个端口以及 PCIe 交换机和 NVMe over Fabric 卸载，从而为要求最苛刻的应用和市场提供最高性能和最灵活的解决方案：机器学习、数据分析等。
新功能特性
– 标记匹配和集合卸载
– 可靠传输的自适应路由
– 针对后台检查点的突发缓冲区卸载
– NVMe over Fabric (NVMf) 卸载
– 通过主机链接消除后端交换机
– 嵌入式 PCIe 交换机
– 增强虚拟交换机/虚拟路由器卸载
– 灵活管线
– 叠加 (Overlay) 网络的 RoCE
– PCIe Gen 4 支持
优势
– 每端口最高 100 Gb/s 连接速度
HPC 环境
ConnectX-5 为高性能、数据密集型且可扩展的计算与存储平台提供高带宽、低延迟和高计算效率。ConnectX-5 通过提供 MPI、SHMEM/PGAS 和集合标记匹配卸载、针对无序 RDMA 写入和读取操作的硬件支持以及额外的网络原子和 PCIe 原子操作支持，为 HPC 基础架构提供增强功能。
ConnectX-5 VPI 同时利用 IBTA RDMA（远程数据内存访问）和 RoCE（基于融合以太网的 RDMA）技术来提供低延迟和高性能。ConnectX-5 通过完成交换机自适应路由功能和支持无序传输的数据，同时保持有序的完成语义，为所有网络拓扑（包括 DragonFly 和 DragonFly+）提供多路径可靠性和高效支持，从而增强了 RDMA 网络功能。
ConnectX-5 还支持针对后台检查点的突发缓冲区卸载，而不会干扰主 CPU 操作，并支持动态连接传输 (DCT) 这一创新型传输服务，以确保计算和存储系统获得极致的可扩展性。
存储环境
NVMe 存储设备越来越受欢迎，提供非常快速的存储访问。不断发展的 NVMeover Fabric (NVMf) 协议利用 RDMA 连接进行远程访问。通过提供 NVMf 目标卸载功能，ConnectX-5 实现了进一步的增强，可以在无 CPU 干预的情况下进行非常高效的 NVMe 存储访问，从而提高性能和降低延迟。
此外，嵌入式 PCIe 交换机使客户能够构建独立存储或机器学习设备。与前几代ConnectX 适配器一样，标准块和文件访问协议可利用 RoCE 进行高性能存储访问。与多架构网络相比，将计算和存储进行整合的网络可实现显著的性价比优势。
ConnectX-5 支持创新的存储机架设计 —主机链接，使不同的服务器可以直接互连，而不涉及架顶式 (ToR) 交换机。或者，可以使用最初由 ConnectX-4 引入的多主机技术。启用了 Mellanox Multi-Host™ 技术后，可通过将 PCIe 接口分隔为多个独立的接口，将多个主机连接到
单个适配器。借助多种新的机架设计替代方案，ConnectX-5 通过减少资本开支（线缆、网卡和交换机端口费用）和运营开支（削减交换机端口管理和整体功耗成本），降低了数据中心的总体拥有成本 (TCO)。
云和 Web2.0 环境
云和 Web2.0 客户在软件定义网络 (SDN)环境中开发其平台，利用其服务器操作系统的虚拟交换功能来实现最大的灵活性。
开放式虚拟交换机 (OVS) 是虚拟交换机的一个示例，允许虚拟机相互之间以及与外部世界进行通信。虚拟交换机传统
上驻留在 Hypervisor 中，而交换是基于流上的十二元组匹配。基于虚拟交换机或虚拟路由器软件的解决方案是 CPU 密集型，会影响系统性能，并妨碍充分利用可用带宽。
利用 Mellanox 加速交换和数据包处理(ASAP2) Direct 技术，可以通过在网卡硬件中处理数据层面来卸载虚拟交换机/虚拟路由器，同时保持
控制层面不被修改。因此，显著提高了虚拟交换机/虚拟路由器的性能，而不会产生相关的 CPU 负载。
ConnectX-5 支持的虚拟交换机/虚拟路由器卸载功能包括叠加 (Overlay) 网络（例如VXLAN、NVGRE、MPLS、GENEVE 和NSH）标头封装和解封，以及内部数据包的无状态卸载及支持 NAT 功能的数据包头重写等。
此外，可对 ConnectX-5 智能灵活管线功能（包括灵活解析器和灵活的匹配操作表）进行编程，从而实现针对未来协议的硬件卸载。ConnectX-5 SR-IOV 技术为服务器中的虚拟机 (VM) 提供专用适配器资源以及有保证的隔离和保护。而且，借助ConnectX-5 网络功能虚拟化 (NFV)，虚拟机可作为虚拟设备使用。利用完整数据路径操作卸载以及 Hairpin 硬件功能和服务链，虚拟设备能够以极低的
CPU 使用率处理数据。
利用这些功能，数据中心管理员可以受益于更出色的服务器利用率，同时降低成本、功耗和线缆复杂性，从而在相同硬件上承载更多虚拟设备、虚拟机和租户。
标准主机管理
Mellanox 主机管理和控制功能包括 NC-SI over MCTP over SMBus 和 MCTP over PCIe - 基板管理控制器 (BMC) 接口，以及用于 监视和控制 DSP0248 的 PLDM 和用于固件更新 DSP0267 的 PLDM。
功能特性摘要
INFINIBAND
– EDR / FDR / QDR / DDR / SDR
– 符合 IBTA 规范 1.3
– RDMA、发送/接收语义
– 基于硬件的拥塞控制
– 原子操作
– 1600 万 I/O 信道
– 256 至 4K 字节 MTU，2G 字节消息
– 8 个虚拟通道 + VL15
以太网
– 100GbE/50GbE/40GbE/25GbE/10GbE/1GbE
– IEEE 802.3bj、802.3bm 100 Gb 以太网
– IEEE 802.3by、以太网联盟 25、50 Gb
以太网，支持所有 FEC 模式
– IEEE 802.3ba 40 Gb 以太网
– IEEE 802.3ae 10 Gb 以太网
– IEEE 802.3az 高能效以太网
– 基于 IEEE 802.3ap 的自动协商和 KR
启动
– 专有以太网协议（20/40GBASE-R2、
50/56GBASE-R4）
– IEEE 802.3ad、802.1AX 链路聚合
– IEEE 802.1Q、802.1P VLAN 标记和优先级
– IEEE 802.1Qau (QCN) 拥塞通知
– IEEE 802.1Qaz (ETS)
– IEEE 802.1Qbb (PFC)
– IEEE 802.1Qbg
– IEEE 1588v2
– 巨型帧支持 (9.6KB)
增强的功能特性
– 基于硬件的可靠传输
– 集合操作卸载
– 矢量集合操作卸载
– PeerDirect™ RDMA（亦称 GPUDirect®）
通信加速
– 64/66 编码
– 扩展可靠连接传输 (XRC)
– 动态连接传输 (DCT)
– 增强的原子操作
– 高级内存映射支持，允许用户模式内存
注册和重新映射 (UMR)
– 按需分页 (ODP)
– MPI 标签匹配
– 集合协议卸载
– 支持自适应路由的无序 RDMA
– 突发缓冲区卸载
– 网络内内存免注册 RDMA 内存访问
CPU 卸载
– 基于融合以太网的 RDMA (RoCE)
– TCP/UDP/IP 无状态卸载
– LSO、LRO 校验和卸载
– RSS（也在封装的数据包上）、TSS、
HDS、VLAN 和 MPLS 标记插入/剥离、
接收流转向
– 面向内核旁路应用程序的数据层面开发
工具包 (DPDK)
– 使用 ASAP2 的开放式虚拟交换机 (OVS)
卸载
• 灵活的匹配动作流表
• 隧道封装/解封
– 智能中断合并
– 支持 NAT 路由器硬件卸载的标头重写
存储卸载
– 针对目标机器的 NVMe over Fabric 卸载
– 纠删码卸载 - 卸载 Reed Solomon 计算
– T10 DIF - 针对进口和出口流量的线速签名
移交操作
– 存储协议：
• SRP、iSER、NFS RDMA、SMB Direct、
NVMf
叠加 (Overlay) 网络
– 基于叠加 (Overlay) 网络的 RoCE
– 用于叠加 (Overlay) 网络隧道协议的无状态
卸载
– VXLAN、NVGRE 和 GENEVE 叠加 (Overlay)
网络的封装和解封硬件卸载
基于硬件的 I/O 虚拟化
– 单根 IOV
– 地址转换和保护
– VMware NetQueue 支持
– SR-IOV：最多 1K 虚拟功能
– SR-IOV：每主机最多 16 个物理功能
– 虚拟化层次结构（例如 NPAR 和多主机，
启用时）
• 虚拟化物理端口上的物理功能
• 每个物理功能上的 SR-IOV
– 用户可编程且可配置的 QoS
– 保证虚拟机的 QoS
HPC 软件库
– Open MPI、IBM PE、OSU MPI (MVAPICH/2)、
Intel MPI
– Platform MPI、UPC、Open SHMEM
管理和控制
– NC-SI over MCTP over SMBus 和 NC-SI over
MCTP over PCIe - 基板管理控制器接口
– 用于管理 eSwitch 的 SDN 管理接口
– 用于设备控制和配置的 I2C 接口
– 通用 I/O 引脚
– SPI 闪存接口
– JTAG IEEE 1149.1 和 IEEE 1149.6
远程启动
– 通过 InfiniBand 远程启动
– 通过以太网远程启动
– 通过 iSCSI 远程启动
– 统一可扩展固件接口 (UEFI)
– 预执行环境 (PXE)
兼容性
PCI EXPRESS 接口
– PCIe Gen 4
– PCIe Gen 3.0，兼容 1.1 和 2.0
– 2.5、5.0、8、16GT/s 链路速率
– 自动协商为 x16、x8、x4、x2 或 x1 通道
– PCIe 原子
– TLP（事务层数据包）处理提示 (TPH)
– 嵌入式 PCIe 交换机：最多 8 个分支
– PCIe 交换机下行端口控制 (DPC) 启用以
实现 PCIe 热插拔
– 用于对等安全通信的访问控制服务
(ACS)
– 高级错误报告 (AER)
– 进程地址空间 ID (PASID) 地址转换服务
(ATS)
– IBM CAPI v2 支持（一致的加速器处理器
接口）
– 支持 MSI/MSI-X 机制
操作系统/发行版*
– RHEL/CentOS
– Windows
– FreeBSD
– VMware
– OpenFabrics 企业发行版 (OFED)
– OpenFabrics Windows 发行版 (WinOF-2)
连接
– 与 InfiniBand 交换机（最高 EDR）的
互操作性
– 与以太网交换机（最高 100GbE）的
互操作性
– 具有 ESD 保护的无源铜缆
– 用于光纤和有源线缆支持的供电连接器
