網(wǎng)卡（Network Interface Card，NIC），也稱網(wǎng)絡適配器，是連接計算機與網(wǎng)絡的硬件設備。在光通信系統(tǒng)中，網(wǎng)卡特指光纖網(wǎng)卡，它通過光纖接口與外部網(wǎng)絡通信，傳輸數(shù)據(jù)。早期的網(wǎng)卡主要基于以太網(wǎng)技術，隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，光纖通信逐漸成為主流，光纖網(wǎng)卡因此誕生。光纖網(wǎng)卡通過光纖傳輸數(shù)據(jù)，相比傳統(tǒng)銅線，具有更遠的傳輸距離和更高的帶寬。

網(wǎng)卡實物

工作原理

光纖網(wǎng)卡的工作原理基于光信號的發(fā)送和接收。它包含有光電轉換器，能夠將電信號轉換為光信號，通過光纖發(fā)送出去；同時也能將接收到的光信號轉換回電信號，供計算機處理。

主要組成

光纖網(wǎng)卡主要由以下幾個部分組成：

光電轉換器：負責電信號與光信號之間的轉換。

接口：提供與光纖連接的物理接口，常見的有SC、LC、ST等類型。

控制芯片：處理數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收。

緩存：暫存數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

性能指標

評估光纖網(wǎng)卡性能的主要指標包括：

傳輸速率：光纖網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)傳輸速度，單位通常為Gbps。

波長：光纖網(wǎng)卡使用的光信號波長，影響傳輸距離和速率。

接口類型：決定了網(wǎng)卡與光纖的兼容性。

支持的標準：如IEEE 802.3z（千兆位以太網(wǎng)）等。

網(wǎng)卡種類

網(wǎng)卡按照傳輸介質和速率可以分為多種類型，包括但不限于10M、100M、1G、10G及更高速率的以太網(wǎng)卡，以及光纖網(wǎng)卡。光纖網(wǎng)卡又分為單模和多模，其中單模光纖網(wǎng)卡適用于長距離傳輸，多模光纖網(wǎng)卡則用于短距離傳輸。

當前市場上的網(wǎng)卡支持多種不同的速率，主要包括以下幾種：

10Mbps：適用于小型局域網(wǎng)、家庭或辦公室。

100Mbps：也適用于小型局域網(wǎng)、家庭或辦公室，提供更高的帶寬。

10/100Mbps自適應卡：能夠根據(jù)網(wǎng)絡環(huán)境自動調(diào)節(jié)速度。

1000Mbps (1Gbps)：為快速以太網(wǎng)提供更高的帶寬，常用于更要求的網(wǎng)絡環(huán)境

10Gbps網(wǎng)卡：這是目前數(shù)據(jù)中心和企業(yè)網(wǎng)絡中常用的高速網(wǎng)卡，支持通過單模或多模光纖進行數(shù)據(jù)傳輸。

25Gbps網(wǎng)卡：相較于10Gbps網(wǎng)卡，25Gbps網(wǎng)卡提供更大的帶寬，滿足高性能計算集群的網(wǎng)絡需求，在數(shù)據(jù)中心的升級過程中扮演著重要角色。

40Gbps網(wǎng)卡：適用于需要更高網(wǎng)絡性能的數(shù)據(jù)中心，提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和帶寬。

100Gbps網(wǎng)卡：隨著海量數(shù)據(jù)的傳輸需求日益增長，100Gbps網(wǎng)卡在超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心中越來越普遍，具有高吞吐量和低延遲的特點。

NVIDIA? ConnectX? InfiniBand 網(wǎng)卡：支持更快的速度和創(chuàng)新的網(wǎng)絡計算技術，實現(xiàn)了超強性能和可擴展性，適用于超級計算機、人工智能和超大規(guī)模云數(shù)據(jù)中心1。這些高速率網(wǎng)卡通常配備先進的技術，如支持PCIe 3.0 和 4.0 服務器連接、極高的消息速率、PCIe 交換機以及 NVMe over Fabric 卸載等，以適應不斷增長的網(wǎng)絡性能需求。

10G雙光口網(wǎng)卡 NVIDIA400G網(wǎng)卡 帶模塊的200G雙光口網(wǎng)卡

有線網(wǎng)卡與無線網(wǎng)卡區(qū)別

有線網(wǎng)卡：

連接方式：有線網(wǎng)卡通過物理電纜（如以太網(wǎng)線）連接到計算機或設備，傳輸數(shù)據(jù)。

速率：有線網(wǎng)卡的速率通常較高，例如1Gbps、10Gbps等。

穩(wěn)定性：由于物理連接，有線網(wǎng)卡通常更穩(wěn)定，不受干擾影響。

適用場景：適用于辦公室、數(shù)據(jù)中心、服務器等需要高速、穩(wěn)定連接的場所。

無線網(wǎng)卡：

連接方式：無線網(wǎng)卡通過Wi-Fi信號連接到無線路由器，實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。

速率：無線網(wǎng)卡的速率通常較低，例如150Mbps、300Mbps等。

便攜性：無線網(wǎng)卡適用于移動設備，如筆記本電腦、智能手機等。

適用場景：適用于家庭、咖啡廳、公共場所等需要靈活連接的場所。

有線網(wǎng)卡適用于需要高速、穩(wěn)定連接的環(huán)境，而無線網(wǎng)卡則更適合移動設備和靈活連接的場景。

未來發(fā)展

隨著云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能的發(fā)展，對網(wǎng)卡的性能要求越來越高。智能網(wǎng)卡（SmartNIC）成為新的發(fā)展方向，它們可以在硬件層面上執(zhí)行一些原本由CPU處理的任務，如網(wǎng)絡包處理、安全加密等，從而提高整體系統(tǒng)性能。

在AI算力中扮演的角色

在AI領域，算力是關鍵資源。智能網(wǎng)卡可以卸載AI模型訓練和推理過程中的數(shù)據(jù)傳輸任務，減輕CPU的負擔，提高算力利用率。隨著AI模型的復雜度增加，智能網(wǎng)卡在AI算力中的作用將變得更加重要。

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審核編輯 黃宇

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