在网络通信领域，延迟是衡量网卡性能的重要指标之一。Mellanox网卡以其低延迟特性在众多场景中表现出色，与传统TCP/IP网卡相比，有着明显的优势。那么，Mellanox网卡到底能比传统TCP/IP网卡降低多少延迟？这背后又有着怎样的技术原理呢？下面我们来一探究竟。
一、Mellanox网卡 vs 传统TCP/IP网卡：延迟降低多少
传统TCP/IP网卡在数据传输时，由于需要经过操作系统在内核态/用户态的转化，还要经过CPU的报文处理以及依赖操作系统的中断等过程，其处理小数据量传输时，延迟通常在数十微秒甚至更高。
Mellanox网卡则不同，如果是普通的以太网场景下使用Mellanox的10Gigabit以太网网卡，配合RoCE技术，一般能将延迟降低至10微秒以下。若是在InfiniBand架构下的Mellanox网卡，像Mellanox ConnectX-5网卡延迟可降到0.6微秒。
整体而言，在常规的网络应用场景中，Mellanox网卡相对传统TCP/IP网卡，延迟能够降低几倍甚至几十倍。比如在高性能计算、大规模数据中心等对延迟要求极高的场景中，传统TCP/IP网卡可能会达到几十微秒的延迟，而Mellanox网卡可以轻松达到亚微秒级别的延迟，在这种情况下延迟能降低几十倍之多。
二、Mellanox网卡降低延迟的技术原理
RDMA技术应用：Mellanox网卡大力推动了RDMA（远程直接内存访问）技术。该技术允许用户态的应用程序直接读取或写入远程内存，不经过操作系统，无内核干预和内存拷贝发生。数据可以由网卡直接从用户态内存中DMA到网卡上，然后在网卡硬件上进行封装等处理，接收端也是从网卡上解封装处理后，直接把数据DMA给用户态内存，节省了大量CPU资源，从而极大地降低了延迟。
硬件优化：Mellanox网卡在硬件设计上进行了深度优化，例如其采用了专用的ASIC芯片，能够高效地处理网络数据，减少了数据处理的时间。同时，其内部的缓存机制和队列管理也经过精心设计，能够快速地对数据进行缓存和调度，避免了数据的堵塞和延迟。
协议优化：Mellanox的RoCE协议，在以太网上承载IB协议实现RDMA over Ethernet。通过对以太网协议的优化，减少了协议处理的开销。如RoCEv2使用以太网TCP/IP协议中UDP+IP作为IB网络层，在保证数据包可以被路由的同时，也降低了协议处理带来的延迟。
三、影响Mellanox网卡延迟的其他因素
网络拓扑与规模：在复杂的网络拓扑和大规模网络中，如果网络配置不合理，可能会导致Mellanox网卡的延迟有所增加。比如在大型数据中心的胖树拓扑结构中，若网络路径选择不当，数据可能需要经过多个交换机和节点，从而增加传输延迟。
应用负载与数据量：当应用负载过高，数据量过大时，即使是Mellanox网卡也可能会出现延迟上升的情况。例如在进行大规模数据备份或高清视频流传输时，大量的数据同时传输可能会超出网卡的处理能力，导致延迟增加。
驱动与软件配置：Mellanox网卡的驱动程序以及相关软件配置对延迟也有重要影响。如果驱动程序版本不兼容或配置参数不合理，可能会导致网卡无法发挥最佳性能，出现延迟异常的情况。像在海光CPU、Mellanox网卡环境中，曾出现过因网卡驱动获取网卡link状态的方式问题，导致ovs转发延迟增大，后通过配置为lsc模式才解决延迟问题。
