組込みFPGA向け 100Gbps RDMA (RoCEv2) IP

Intellectual Highway株式会社は、CPUレス・ストリーム入出力に対応した、FPGA用100Gbps RDMA (RoCEv2) IPをリリースしました

Intellectual Highway株式会社（本社：神奈川県横浜市/代表取締役：貞末多聞）は、高帯域なセンサーデータなどをFPGA上の回路でRDMA (RoCEv2) プロトコル化し、CPUリソースを利用せずリモートメモリ転送を可能とする、ストリームインターフェース対応のRoCEv2 IPをリリースしました。

https://www.i-highway.com/products/rdma-ip/

主な用途

近年、AIの学習用に構築されたデータセンター内のネットワークインフラでは、高帯域・低遅延のメモリ転送が必須となるため、RDMA (Remote Direct Memory Access) 技術を使うことで、CPUパワーを使わずにメモリ転送する方式が主流となっています。

さらに、この技術の組み込みなどの分野への応用が広がり始めており、高帯域なセンシングデータを試験装置に送る半導体製造分野や、高画質な映像データを非圧縮で転送する映像分野、医療画像を使う装置分野などでは、CPUパワーを消費せず、かつ低遅延な転送を可能とするRDMAが有用になります。センシングを行う機器側では、FPGAなどの組み込みデバイスを利用し、接続相手にはRDMAに対応したNIC (Network Interface Card) を使う利用例が考えられます。

組込みRDMA利用例

RDMAのメリット

RDMAのメリットは、データを転送する際に、CPUパワーを消費しないことです。従来のTCP、UDP、RTPやGigE Visionなどのプロトコルを使った場合、例えばデータを受信するマシン上では、NICから受け取ったパケットをCPUが処理する必要があり、これにより100Gbpsといった高帯域な転送においては、多くのCPUパワーを消費し、また高価なマシンが必要でした。AIやHPC分野でRDMAの機能を備えたNICが入手容易となり、その他の分野でもRDMAを活用する環境が揃ってきました。

組込み向けの特長

Intellectual Highwayはこのたび、組み込み向けの特長を備えた、センシングデータなどをRDMA (RoCEv2) プロトコル化するIP (Intellectual Property) をリリースしました。

本IPは、通常用いられるメモリを介した転送方式に加えて、ストリーム入出力インターフェースを備えています。ストリーム入出力方式では、1マイクロ秒を下回る超低遅延な転送を実現します。また、転送相手との間でハンドシェイクを行うコネクションマネージメント機能を、CPUを必要とせずIP内で実現しています。このような、完全にCPUが不要かつ、ストリームインターフェースへの対応、超低遅延という特長により、組み込み用途で非常に使いやすいものとなっています。なお本IPは、データ入出力形式として、DRAM（メモリ）経由、ストリーム入出力、PCI-express経由の3通りに対応しています。

IPのデータ入出力形式

主な仕様

プロトコル	RoCEv2, ARP, ICMP (Ping)
コネクション管理	Communication Management Messageを利用
コネクションタイプ	Reliable Connection Unreliable Connection Unreliable Datagram
オペレーション	SEND (with Immediate) RDMA WRITE (with Immediate) RDMA READ
最大キューペア数	1 – 4096 (configurable)
フロー制御	PFC対応, VLAN/PCP タグによる制御
輻輳制御	ECN (Explicit Congestion Notification), CNP対応, レート制御可能
スループット	100Gbps ワイヤレート (FPGA実装時)
対応デバイス (FPGA)	Altera Stratix-10シリーズ, Agilexシリーズ AMD Alveo(UltraScale+)シリーズ, Versalシリーズ DDR , HBMどちらにも対応

今後の展開

2025年12月22日より、本製品（Intellectual Property）のご評価・ご購入が可能です。

また、2026年3月末に200Gbps版をリリース予定です。