NVIDIA NETWORKING Rivermax ソリューション

NVIDIA Rivermax SDK メディアおよびデータ・ストリーミング・アプリケーション用に最適化されたネットワーキングSDK。
NVIDIA Rivermax®は、あらゆるメディアおよびデータストリーミングのユースケースに対して、ユニークなIPベースのソリューションを提供します。
RivermaxとNVIDIA GPUアクセラレーション・コンピューティング技術を組み合わせることで、メディア・アンド・エンターテインメント（M&E）、放送、ヘルスケア、スマートシティなどの幅広いアプリケーションのためのイノベーションを引き出します。

Rivermaxは、NVIDIA ConnectXハードウェア・ストリーミング・アクセラレーション技術を活用しており、GPUとの直接のデータ転送を可能にすることで、ストリーミング・ワークロードにおいて最小限のCPU使用率でクラス最高のスループットとレイテンシーを実現します。

Rivermaxは、SMPTE ST 2110-21仕様の厳格なタイミングとトラフィックフローの要件に準拠した唯一の完全仮想化ストリーミングソリューションです。Rivermaxは、クラウドベースのソフトウェア・デファインド・ブロードキャストの未来を可能にします。

パフォーマンスの向上 CPUへの依存度を最小限に抑え、CPUサイクルをアプリケーションの使用に充てることができます。

パワフルでフレキシブルなSDK 統合ストリーミングSDKは、NICとGPUを統合し、インターコネクト、オーケストレーション、SMPTE ST 2110仕様への準拠を可能にします。

適切なタイミング タイミングがすべてです。 ConnectXやDPUファミリーのナノ秒単位の正確なPTPを活用します。

※ NVIDIA RIVERMAX SDKはこちらから(要NVIDIA Rivermax SDK Membershipアカウント)

パフォーマンスの向上

カーネル・バイパス・テクノロジー - アプリケーションのユーザースペース・メモリーと ネットワーク・インターフェイス間のハードウェア・ベースのダイレクト・コピー ハードウェアによるパケット処理の負荷軽減 GPUDirect - GPUへのゼロメモリーコピーにより、PCIeトランザクション、CPU使用率、 ジッター、レイテンシーを削減 あらゆるデータストリームに対応したハードウェアパケットペーシング 1つのCPUコアでUHD 2160p60を8ストリーム、FHD 1080p60を32ストリーム送受信可能 パフォーマンスは、CPU負荷とネットワーク帯域幅の両方においてリニアにスケール

Rivermaxを使用してより高いパフォーマンスとより低いCPUを実現

RivermaxとLinuxカーネルの比較 - 送信 - Jetson Xavier Arm	RivermaxとLinuxカーネルの比較 - 送信 - x86サーバーの場合
10倍のスループット向上 CPU使用率三分の一	15倍のスループット CPU使用率6倍削減
RivermaxとWindowsカーネルの比較 - 受信 – x86サーバーの場合	RivermaxとLinuxカーネルの比較 - 受信 – Xavier［Arm］の場合
17倍のスループット	6倍のスループット向上 4倍のCPU使用率削減

GPUDirectによるGPU機能の強化

RivermaxのGPUDirectは、高速PCIeインターフェイスを利用して、CPUコアに負担をかけずにGPUと直接データをやり取りします。 GPUDirectを搭載したRivermaxは、1つのCPUコアでUHD 2160p60の8ストリームをサポートします。 CPUサイクルを節約し、GPUの処理能力を向上 GPUとの間のメモリコピーはゼロ 65%のCPU削減(10Gbpsの場合) PCIeトランザクションの削減 処理待ち時間の短縮 CPUコア数の削減＝全体の所要電力の削減	グラフィックを拡大して表示
GPUDirectなし GPUDirect PCIe 帯域幅 216Gbps 10.5Gbps CPU負荷* 31% 11% * パケット受信、MemCopy（GPUDirect以外の場合）、RTP検査のためのCPU負荷 メディアとデータストリーミングのためのRoCE/RDMA UDP/IPマルチキャストの新規性	GPUDirectでヘッダーデータを分割： ペイロードはGPUメモリで受信 ヘッダーはホストメモリで受信 GPUによる色空間変換 GPUメモリ上でのビデオレンダリング 最大ラインレート：8×2160p60 パフォーマンス 1回のPCIeトランザクション コピー動作 0回 60FPS ～10.5G bps CPU負荷 ～11%

GPU能力を最大化

クラシック		GPUDirect

パワフルでフレキシブルなSDK

Linux、Windows、x86、Armの各CPUアーキテクチャに対応した、標準化されたクロスプラットフォームSDK フローを送受信するためのスリムなAPIセットを提供 あらゆるデータストリーミングアプリケーションのニーズを満たすわかりやすいAPI 迅速な統合のためのリファレンスコード データの抽象化 - APIを使用して、個々のネットワークパケットではなく、フレーム/ラインでデータを表現可能 クラウド対応 - コンテナと仮想化をサポート あらゆるPTPスタックとの統合が容易 参考例には、マネージメントオーケストレーションのためのNMOS統合が含まれる SMPTE ST 2110およびST 2022に準拠 SMPTE ST 2022-7の冗長ストリームをハードウェアでシームレスに再構成

グラフィックを拡大して表示

時間通りに

高度なタイミングと同期化 Rivermaxは、既存のネットワークアダプター用のクラス最高のPTPソリューションを活用しています。 タイムトリガーによるスケジューリング PTPベースのパケットペーシング PTPの機能： IEEE 1588v2 (任意のプロファイル) PTPハードウェアクロック（PHC）［UTCフォーマット］ 16nsecの精度 フルラインレートのハードウェア・タイムスタンプ［UTCフォーマット］ 1PPS(Pulse Per Second) 入力と設定可能なN PPS出力

Rivermaxはオープンソースですか？
Rivermaxは、ライセンスされたクローズドソースのライブラリです。サンプルのリファレンスコードとAPIレイヤーを含むSDKが提供されています。

RivermaxはどのようなプラットフォームやOSに対応していますか?
Rivermaxは、Linux、Windows、およびVMwareやOpenStackなどのコンテナ/仮想化環境をサポートしています。Rivermaxは、x86またはArmアーキテクチャで動作します。ConnectX-5、ConnectX-6 Dx、Bluefield-2が主な対応プラットフォームです。

RivermaxのSDKを使ってどのようなアプリケーションを開発できますか？
Rivermax SDKは、あらゆるデータストリーミングアプリケーションで使用することができます。Rivermaxは、非常に高い帯域幅、低レイテンシ、GPU-Direct、ゼロメモリーコピーを提供します。IP-Enabled TV Studio Media (SMPTE ST 2110)をサポートする必要があるアプリケーションは、Rivermax SDKの良い使用例です。一般的なユースケースとしては、ビデオ放送、ビデオウォールディスプレイ、高帯域幅カメラの取り込み、小売店のカメラ入力分析、ヘルスケアのDICOM-RTVやH264/5圧縮データなどが挙げられます。

RivermaxはPTPに対応していますか？(タイミングの同期)
はい。Rivermaxでは、各フレームを送信する際に、システムタイムの値（ナノ秒単位）を設定したタイムパラメータをコミットする必要があります。このシステム時刻は、サードパーティ製のソフトウェアを使用してPTPグランドマスターに同期されます。PTPによる時刻同期は、Linux、Windowsのベアメタル環境および仮想化環境でサポートされています。

RivermaxはGPU-Directに対応していますか？
はい。RivermaxはGPU-Direct over Ethernet IP/UDPをサポートしています。
高度に最適化されており、NICとGPUの間で、CPUの介在やホストメモリ経由での転送を必要とせず、直接データを移動させることができます。
Rivermaxは、ヘッダーとペイロードの分割と再構築をサポートしています。これにより、アプリケーションが選択した場合、ヘッダーをホストメモリに配置し、ペイロードのみをGPUメモリに配置することができます。これにより、ペイロードをGPUメモリに連続して配置することができ、同時にCPUの処理を最小限に抑えることができます。

RivermaxはSMPTE ST 2110 JT-NMに対応していますか？
Rivermaxは「JT-NM Tested」で、SMPTE ST2110-20/30/40, 2022-7に準拠したテストが行われています。また、Rivermaxは、ST2022-6とST2110-31にも対応しています。報告書の全文は、JT-NM.orgからダウンロードできます：https://jt-nm.org/jt-nm_tested/