Scopri come il silicio per infrastrutture dati di Marvell supporta rete, storage e accelerazione personalizzata nel cloud, alimentando data center più veloci ed efficienti dietro le quinte.
La maggior parte delle persone pensa che il “cloud” siano solo server. In realtà, un data center cloud è un grande sistema per muovere, conservare e proteggere dati ad alta velocità. Il silicio per l'infrastruttura dei dati è l'insieme di chip specializzati che gestiscono questi compiti intensivi di dati così che le CPU principali non debbano farlo.
Marvell si concentra su questo livello “intermedio”: i chip che collegano il compute alle reti e allo storage, accelerano compiti comuni dei data center e mantengono tutto fluido e prevedibile sotto carico.
Se immagini un rack cloud dall'alto in basso, i dispositivi Marvell spesso si trovano:
Questi non sono “app” né “server” nel senso usuale: sono i mattoni hardware che permettono a migliaia di server di comportarsi come un unico servizio coerente.
Quando il silicio infrastrutturale fa il suo lavoro, non lo noti. Le pagine si caricano più velocemente, i video fanno meno buffering e i backup terminano in tempo—ma l'utente non vede il motore di offload di rete, il controller di storage o il tessuto di switching che lo rendono possibile. Questi chip riducono silenziosamente la latenza, liberano cicli CPU e rendono le prestazioni più costanti.
Il ruolo di Marvell si raggruppa facilmente in tre aree:
Questo è il silicio “silenzioso” che fa sembrare semplici i servizi cloud in superficie.
Le app cloud sembrano “definite dal software”, ma il lavoro fisico avviene ancora in rack pieni di server, switch e storage. Man mano che la domanda cresce, i cloud non possono più contare solo sulle CPU generiche per ogni compito senza incontrare limiti in costi ed efficienza.
L'addestramento e l'inferenza AI spostano grandi dataset all'interno del data center. Stream video, backup, analytics e piattaforme SaaS aggiungono carico di fondo costante. Anche quando c'è CPU disponibile, il collo di bottiglia spesso si sposta sul muovere, filtrare, cifrare e memorizzare i dati abbastanza velocemente.
La maggior parte del traffico cloud non passa per Internet pubblico. Viaggia “east–west” tra servizi: chiamate microservice-to-microservice, letture del database, aggiornamenti di cache, replica di storage e workload AI distribuiti. Quel traffico interno necessita di latenza prevedibile e larghezza di banda elevata, il che spinge l'hardware di rete e storage a fare più elaborazione vicino al percorso dei dati.
Energia e spazio non sono illimitati. Se un provider cloud può scaricare su silicio dedicato compiti come l'elaborazione dei pacchetti, la crittografia, la compressione o i checksum di storage, la CPU passa meno tempo in overhead. Questo migliora:
Invece di scalare aggiungendo core general-purpose, le piattaforme cloud usano sempre più chip costruiti per uno scopo—Smart NIC/ DPU, silicio per switching, controller di storage e acceleratori—per gestire compiti infrastrutturali ripetitivi e ad alto volume. Il risultato è un cloud più veloce e più economico da gestire, anche con carichi di lavoro sempre più assetati di dati.
I server cloud passano una quantità sorprendente di tempo a fare “lavoro di infrastruttura” invece di eseguire la tua applicazione. Ogni pacchetto va spostato, ispezionato, registrato e talvolta cifrato—spesso dalla CPU principale. L'offload di rete sposta questi compiti su hardware specializzato: qui entrano in gioco Smart NIC e DPU in molti data center moderni (inclusi sistemi costruiti con silicio Marvell).
Una Smart NIC è una scheda di interfaccia di rete che fa più del semplice invio/ricerca. Oltre alle porte Ethernet, include calcolo extra (spesso core Arm e/o logica programmabile) per eseguire funzioni di rete direttamente sulla scheda.
Una DPU (Data Processing Unit) fa un passo avanti: è pensata come un “computer di infrastruttura” dedicato dentro il server. Tipicamente combina networking ad alte prestazioni, più core CPU, acceleratori hardware (crypto, packet processing) e solide funzioni di isolamento così da gestire il movimento dei dati e la sicurezza senza appoggiarsi alla CPU host.
Un modello mentale pratico:
Si delegano all'offload i lavori ripetibili e ad alto volume che altrimenti sottrarrebbero cicli CPU alle applicazioni. Esempi comuni:
Quando la CPU deve “badare” alla rete, le prestazioni dell'app possono oscillare in base a picchi di traffico, vicini rumorosi o raffiche di lavoro di sicurezza. L'offload aiuta:
Fisicamente, le DPU arrivano spesso come schede add-in PCIe o moduli OCP NIC. Si connettono a:
Concettualmente, la DPU diventa un “agente del traffico” tra rete e server—gestendo policy, crittografia e switching così che OS host e CPU possano concentrarsi sulle applicazioni.
Quando apri un'app o muovi dati verso il cloud, la tua richiesta non va a “un server”: attraversa un tessuto di switch Ethernet che collega migliaia di server come se fossero una grande macchina.
La maggior parte dei data center usa un design “leaf-spine”:
Questo mantiene i percorsi brevi e coerenti, fondamentale per le prestazioni su larga scala.
Due numeri influenzano esperienza utente e costi:
Gli operatori cloud mirano a mantenere la latenza stabile anche con link molto occupati, spingendo comunque grandi volumi di traffico.
Un chip di switch Ethernet fa più che “inoltrare pacchetti”. Deve:
Vendors come Marvell costruiscono silicio focalizzato a fare questi compiti in modo prevedibile a velocità molto alte.
Passare da 25/100G a 200/400/800G non è solo numeri. Velocità più alte possono significare:
Il risultato è una rete di data center che sembra meno “cavi” e più come infrastruttura condivisa per ogni workload in esecuzione.
Quando si parla di prestazioni cloud, spesso si immaginano CPU e GPU. Ma molta della "velocità" (e affidabilità) dipende dal silicio di storage che sta tra le unità flash e il resto del server. Quel livello è tipicamente un controller di storage: chip progettati per gestire come i dati vengono scritti, letti, verificati e recuperati.
Un controller dirige il traffico per i dati persistenti. Spezza le scritture in pezzi gestibili, programma le letture in modo che i dati caldi tornino rapidamente e esegue continuamente controlli di integrità così che bit corrotti non diventino file corrotti.
Gestisce anche la contabilità noiosa che rende lo storage prevedibile a scala: mappatura di blocchi logici su locazioni flash fisiche, bilanciamento dell'usura per far durare i drive più a lungo e mantenimento della latenza stabile quando molte applicazioni colpiscono lo stesso pool di storage.
NVMe (Non-Volatile Memory Express) è un protocollo pensato per storage flash veloce. È diventato comune perché riduce l'overhead e supporta code parallele di richieste—cioè molte operazioni in volo contemporaneamente, adatto ai workload cloud con migliaia di piccole I/O simultanee.
Per i provider cloud, NVMe non riguarda solo il throughput di picco; riguarda latenza bassa e coerente sotto carico, che mantiene le applicazioni reattive.
I controller moderni spesso includono funzioni hardware che altrimenti consumerebbero cicli CPU:
Lo storage non è un sottosistema isolato—modella il comportamento delle applicazioni:
In breve, il silicio per lo storage trasforma flash grezzo in infrastruttura cloud affidabile e ad alto throughput.
Quando i provider aggiornano server, non cambiano solo le CPU. Serve anche il “tessuto connettivo” che permette alle CPU di parlare con schede di rete, storage e acceleratori senza ridisegnare tutto. Per questo standard come PCIe e CXL contano: mantengono l'interoperabilità, rendono gli upgrade meno rischiosi e aiutano i data center a scalare in modo prevedibile.
PCIe è il collegamento interno principale per componenti come:
Un modello utile: PCIe è come aggiungere corsie a un'autostrada. Le generazioni più recenti aumentano la velocità per corsia, e link più larghi (x8, x16, ecc.) aggiungono capacità totale. Per gli operatori cloud questo influisce direttamente su quanto velocemente i dati possono muoversi tra compute e dispositivi che li alimentano.
Il silicio di infrastruttura Marvell spesso risiede a un'estremità di queste connessioni PCIe—dentro una NIC, DPU, controller di storage o componente vicino allo switch—quindi le capacità PCIe possono essere un limite pratico (o un abilitatore) per gli upgrade delle prestazioni.
CXL (Compute Express Link) si basa sul livello fisico PCIe ma aggiunge modi per far condividere risorse simili alla memoria con minore overhead. In pratica, CXL aiuta i server a trattare risorse esterne (espansione di memoria o memoria pooled) più come estensioni locali e meno come dispositivi lontani.
Il vantaggio non è solo “più veloce”. PCIe e CXL permettono:
Gli standard di connettività non fanno notizia, ma influenzano fortemente la velocità con cui i cloud adottano migliore rete, storage e accelerazione.
“Accelerazione personalizzata” in infrastruttura cloud non significa sempre una grande GPU general-purpose sul server. Più spesso significa aggiungere blocchi di calcolo piccoli e specializzati che velocizzano compiti ripetuti—così le CPU possono concentrarsi sull'esecuzione delle applicazioni.
I workload cloud variano molto: un nodo database orientato allo storage ha colli di bottiglia diversi da una box edge per streaming video o da un'appliance firewall. Il silicio costruito su misura mira a quei colli di bottiglia direttamente—spostando spesso una funzione in hardware così che giri più veloce, in modo più consistente e con meno overhead CPU.
Categorie pratiche che ricorrono nei data center:
I grandi team cloud iniziano tipicamente con il profiling: dove si bloccano le richieste e quali compiti si ripetono milioni di volte al secondo? Poi scelgono se accelerare con un motore programmabile (più adattabile) o blocchi a funzione fissa (massima efficienza). Vendor come Marvell spesso forniscono mattoni—networking, sicurezza, interfacce storage—così la parte “personalizzata” può concentrarsi sui hot path specifici della cloud.
L'accelerazione a funzione fissa di solito vince in performance per watt e determinismo, ma è più difficile da riutilizzare se il workload cambia. Le opzioni più programmabili sono più facili da evolvere, ma possono consumare più energia e lasciare un po' di performance sul tavolo. I progetti migliori mescolano entrambi: piani di controllo flessibili con fast path hardware dove conta.
La potenza è spesso il vero limite in un data center—non il numero di server che puoi comprare, ma quanta elettricità puoi fornire e smaltire come calore. Quando una struttura raggiunge il suo envelope energetico, l'unico modo per crescere è ottenere più lavoro utile da ogni watt.
Le CPU general-purpose sono flessibili, ma non sempre efficienti nei compiti ripetitivi di infrastruttura come gestione pacchetti, crittografia, protocolli di storage o telemetria. Il silicio infrastrutturale costruito per lo scopo (Smart NIC/DPU, switch e controller di storage) esegue quei compiti con meno cicli e meno lavoro sprecato.
Il guadagno energetico è spesso indiretto: se l'offload riduce l'utilizzo della CPU, puoi eseguire lo stesso workload con meno core attivi, frequenze più basse o meno server. Questo può anche ridurre la pressione sulla memoria e il traffico PCIe, riducendo ulteriormente il consumo.
Ogni watt diventa calore. Più calore significa ventole più veloci, più flusso di liquido e pianificazioni rack più severe. Rack ad alta densità possono essere attraenti, ma solo se puoi raffreddarli in modo consistente. Per questo la scelta dei chip conta oltre il throughput: un componente che consuma meno potenza (o rimane efficiente ad alto carico) permette agli operatori di mettere più capacità nello stesso ingombro senza creare hot spot.
I numeri di efficienza sono facili da marketing e difficili da confrontare. Quando vedi “migliore performance per watt”, cerca:
Le affermazioni più credibili legano i watt a un workload ripetibile e mostrano cosa è cambiato a livello di server o rack—non solo su una scheda tecnica.
I provider cloud condividono le stesse macchine fisiche tra molti clienti, quindi la sicurezza non può essere “aggiunta dopo”. Gran parte è applicata a livello di chip—nelle Smart NIC/DPU, nei chip di rete cloud, nello switching Ethernet e nei controller di storage—dove l'offload hardware può applicare protezioni a piena velocità di linea.
La maggior parte del silicio infrastrutturale include una root of trust hardware: una piccola logica immutabile e chiavi che possono verificare il firmware prima che tutto il resto si avvii. Con il secure boot, il chip controlla le firme crittografiche del firmware (e talvolta dei componenti di boot dell'host), rifiutando di eseguire codice modificato o sconosciuto.
Questo è importante perché una DPU o un controller di storage compromesso può trovarsi “tra” i server e la fabric di rete/storage. Il secure boot riduce il rischio di persistenza nascosta a quel livello.
La crittografia è spesso accelerata direttamente in silicio così da non rubare cicli CPU:
Essendo inline, la sicurezza non deve significare storage più lento.
I cloud multi-tenant richiedono separazione stretta. I chip infrastrutturali possono aiutare a far rispettare l'isolamento con code hardware, protezione della memoria, funzioni di virtual function e enforcement di policy—così il traffico o le richieste di storage di un tenant non possono sbirciare in quelle di un altro. Questo è cruciale quando le DPU gestiscono il networking virtuale e quando dispositivi PCIe sono condivisi tra workload.
L'affidabilità non è solo “nessun guasto”—è rilevamento e recupero più rapidi. Molti design di silicio per infrastrutture includono contatori di telemetria, report errori, hook per tracing pacchetti e metriche di salute che i team cloud possono inserire nei sistemi di monitoraggio. Quando qualcosa va storto (drop, spike di latenza, errori link, storm di retry), questi segnali integrati aiutano a capire se il problema è nello switching Ethernet, nella DPU o nel controller di storage—riducendo i tempi di risoluzione e migliorando l'uptime complessivo.
Immagina un'azione semplice: apri un'app di shopping e tocchi “Visualizza cronologia ordini.” Quella singola richiesta attraversa più sistemi—e ogni passo è un'occasione per ritardo.
La tua richiesta raggiunge il bordo cloud e il load balancer. Il pacchetto viene instradato a un server applicativo sano.
Arriva all'host applicativo. Tradizionalmente, la CPU host gestisce molta “plumbing”: crittografia, regole firewall, networking virtuale e gestione delle code.
L'app interroga un database. La query deve attraversare la rete del data center verso un cluster DB, poi recuperare dati dallo storage.
La risposta torna indietro allo stesso modo. I risultati vengono impacchettati, cifrati e inviati al tuo telefono.
Smart NIC/DPU e silicio infrastrutturale specializzato (incluso quello di vendor come Marvell) spostano il lavoro ripetibile lontano dalle CPU general-purpose:
Gli operatori cloud non scelgono chip perché sono “più veloci” in astratto—li scelgono quando il lavoro è grande, ripetibile e vale la pena trasformarlo in hardware dedicato. Il silicio specializzato è più prezioso a scala (milioni di richieste simili), quando le necessità di prestazione sono prevedibili e quando piccoli guadagni di efficienza si traducono in risparmi reali su flotte intere.
I team mappano i loro colli di bottiglia principali a funzioni specifiche: packet processing e sicurezza nel percorso di rete, traduzione storage e protezione dati nel percorso I/O, o primitive di compressione/crypto/AI negli acceleratori. Una domanda chiave è se il lavoro può essere offloadato senza rompere il modello software. Se la tua piattaforma si basa su certe feature Linux, comportamenti di virtual switching o semantiche di storage, il chip deve rispettare queste assunzioni.
Chiedi chiarezza su:
I benchmark contano, ma solo se rispecchiano la produzione: mix di pacchetti reali, profondità code storage reali e isolamento tenant realistico. La potenza va valutata come “lavoro per watt”, non solo throughput di picco—soprattutto quando i rack hanno limiti energetici.
Lo sforzo d'integrazione è spesso il fattore decisivo. Un chip che è del 10% migliore sulla carta può perdere contro uno più facile da provisioning, monitorare e patchare a scala.
I team cloud riducono i rischi preferendo standard (Ethernet, NVMe, PCIe/CXL), API ben documentate e tooling di management interoperabile. Anche quando si usano feature vendor-specifiche (incluse quelle di Marvell e dei peer), cercano di mantenere i control plane di livello superiore portabili in modo che l'hardware possa evolvere senza riscrivere tutta la piattaforma.
Lo stesso principio vale sul lato software: se costruisci servizi che dovranno girare su questa infrastruttura, aiuta mantenere architetture portabili. Piattaforme come Koder.ai possono accelerare prototipazione e iterazione di backend web (Go + PostgreSQL) e frontend React tramite un workflow chat-driven, permettendo però di esportare il codice sorgente e distribuire in modo conforme ai tuoi requisiti cloud e di compliance.
Il silicio per infrastrutture cloud sta passando da “accelerazione opzionale” a plumbing di base. Man mano che più servizi diventano sensibili alla latenza (inferenza AI, analytics in tempo reale, ispezione di sicurezza), i chip che gestiscono rete, storage e movimento dati in modo efficiente peseranno tanto quanto le CPU.
Reti a banda più alta non sono più un tier speciale—sono l'aspettativa. Questo spinge switching Ethernet, packet processing e DPU/Smart NIC verso porte più veloci, latenza inferiore e migliore controllo della congestione. Vendor come Marvell continueranno a competere su quanto lavoro può essere offloadato in hardware (crittografia, telemetria, virtual switching) senza aggiungere complessità operativa.
PCIe e CXL abiliteranno sempre più la disaggregazione: pooling di memoria e acceleratori così che i rack possano essere “composti” per workload. L'opportunità per il silicio non è solo il PHY CXL—sono i controller, lo switching e il firmware che rendono le risorse pooled prevedibili, sicure e osservabili per i team cloud.
I grandi provider vogliono differenziazione e integrazione più stretta tra chip di rete, controller di storage e accelerazione personalizzata. Aspettati più programmi semi-custom dove un mattone standard (SerDes, switching Ethernet, NVMe) è affiancato a feature specifiche di piattaforma, tooling di deployment e finestre di supporto lunghe.
La performance per watt sarà la metrica principale, soprattutto mentre i limiti di potenza frenano l'espansione. Le funzionalità di sicurezza si avvicineranno sempre più al percorso dei dati (crittografia inline, secure boot, attestazione). Infine, i percorsi di upgrade conteranno: puoi adottare nuova banda, revisioni CXL o funzionalità di offload senza ridisegnare tutta la piattaforma o rompere la compatibilità con i rack esistenti?
Marvell si concentra principalmente sul livello del “percorso dei dati” nei data center cloud: rete (NIC/DPU, silicio per switch), controller di storage (NVMe e funzioni correlate) e blocchi di accelerazione specializzati (crypto, elaborazione pacchetti, compressione, telemetria). L'obiettivo è muovere, proteggere e gestire i dati a scala senza consumare cicli della CPU principale.
Perché le CPU general-purpose sono flessibili ma inefficienti nei compiti ripetitivi e ad alto volume come l'elaborazione dei pacchetti, la crittografia e la gestione dei protocolli di storage. Spostare questi compiti su silicio dedicato migliora:
Una Smart NIC è una scheda di rete che fa più del semplice invio/ricezione: include capacità di calcolo aggiuntive per eseguire funzionalità di rete sulla scheda. Una DPU è un passo oltre: è progettata per comportarsi come un “computer di infrastruttura” dedicato all'interno del server, combinando networking ad alte prestazioni, più core CPU, acceleratori hardware (crypto, packet processing) e forti meccanismi di isolamento.
Gli offload comuni includono:
Questo riduce l'overhead della CPU e aiuta a stabilizzare la latenza sotto carico.
Gran parte del traffico resta “east–west” all'interno del data center: chiamate tra microservizi, replicazione storage, traffico database/cache e workload AI distribuiti. Questo traffico interno richiede latenza prevedibile e alta throughput, spingendo più elaborazione verso NIC/DPU e silicio per switch per mantenere le prestazioni costanti su larga scala.
La maggior parte dei data center hyperscale usa una topologia leaf-spine (ToR + spine):
Il silicio degli switch deve inoltrare pacchetti, bufferizzare burst, applicare QoS e fornire telemetria—il tutto a velocità di linea.
Un controller di storage sta tra la memoria flash e il resto del sistema, gestendo il lavoro che rende lo storage veloce e affidabile:
Molti controller accelerano anche , e assistenza per in modo che lo storage non monopolizzi la CPU dell'host.
NVMe è progettato per la memoria flash con basso overhead e alta parallelismo (file di coda multiple e molte operazioni in volo). Nei cloud, il beneficio è spesso la latenza costantemente bassa sotto carico, non solo il picco di throughput—specialmente quando migliaia di piccole I/O colpiscono lo storage condiviso contemporaneamente.
PCIe è l'interconnessione interna ad alta velocità per NIC, DPU, SSD, GPU e acceleratori. CXL usa lo stesso strato fisico ma aggiunge modi più efficienti per condividere risorse simili alla memoria.
Praticamente, PCIe/CXL permettono:
Valuta prove legate a workload realistici e requisiti operativi:
Lo sforzo di integrazione spesso conta quanto le prestazioni pure.
