|
一、什么是DPU
DPU(Data Processing Unit)数据中心处理器，采用软件定义技术路线支撑基础设施层资源虚拟化，支持存储、安全、服务质量管理等基础设施服务。 2020年,NVIDA公司将DPU定位为继CPU和GPU之后的“第三颗主力芯片”。DPU的出现，是异构计算的阶段性标志。DPU解决的核心问题是基础设施的“降本增效”，将“CPU处理效率底下、GPU处理不了”的负载写在到专用DPU，提升系统效率、降低整体系统的总体拥有成本（TCO）。 DPU的核心功能就是网络数据处理，既包括网络协议的分析，也可以是直接满足应用需求的加工计算。随之可以减少 22~80%的 CPU 性能，因此也被称为“卸载”（offload）。DPU 的部分前身功能在智能网卡（SmartNIC）上实现，完整的 DPU 芯片本身也通常会被集成到板卡（网卡）上。
二、“D”的3种解释
Data Processing Unit，数据处理器。这种解释把“数据”放在核心位置，区别于信号处理器、基带处理器等通信相关的处理器对应的“信号”，也区别于GPU对应的图形图像类数据。Datacenter Processing Unit，数据中心处理器。这种解释把数据中心作为DPU的应用场景，随着WSC的兴起，不同规模的数据中心成为了IT核心基础设施。目前来看，DPU确实在数据中心使用前景非常广阔。Data-centric Processing Unit，以数据为中心的处理器。data-centric，即以数据为中心的，是处理器的一种理念，相对于control-centric。
三、DPU的作用
DPU 的发展和网络数据规模增长相关：当 CPU 处理能力的增速（一度由摩尔定律定义）逐渐赶不上网络带宽、数据交换的规模增速时，这种需求就更加明显。将两个增速做成比值（称为带宽性能增速比 RBP），2020 年以来市场突破点的基础已经较明确的成型，RBP 从 1 提升到 10 左右，算力的架构变革箭在弦上，随时会出现爆发机会。 DPU的优势： （1） DPU实现了业务与基础设施的操作分离 DPU将基础设施任务从CPU转移至DPU，释放CPU的资源，使更多的服务器CPU核可用于运行应用程序，完成业务计算，从而提高服务器和数据中心的效率。 （2） DPU卸载网络数据实现性能提升 DPU针对云原生环境进行了优化，提供数据中心级的软件定义和硬件加速的网络、存储、安全和管理等服务。 （3） DPU可以提供零信任安全保护 DPU可以为企业提供零信任保护，通过将控制平面由主机下放到了DPU，实现主机业务和控制平面的完全隔离，数据将无法进行穿透，保证安全性。 （4） DPU主力实现“算存分离” DPU的BlueField SNAP技术方案通过在服务器系统的数据入口处引入计算资源，在DPU上独立实现面对应用需求的存储方案，帮助存储厂商在数据中心中低成本地灵活部署、升级高级存储协议，而完全不需要对现有软件栈进行任何更改。
四·、DPU产业链
国外布局DPU的企业
英伟达：2019年 3月 11日，NVIDIA宣布和 Mellanox两家公司就收购事宜达成最终协议。NVIDIA现金收购 Mellanox，总价约 69 亿美元。完成收购后，基于 Mellanox 的 ConnectX 系列高速网卡推出了 BlueField 系列的 DPU。英伟达计划用3 年时间在 Bluefield 现有产品上陆续推出 2X、第三代和第四代产品，使得性能提升 1000 倍，支持 400TOPS（计算能力）和 400Gbps（吞吐量）的水平。因特尔：英特尔 2015 年底收购了 FPGA头部厂商 Altera，使得在传统通用处理器的版图上增加了硬件加速布局。2021 年 6 月，英特尔公布了 IPU（Infrastructure Processing Unit，基础设施处理器）规划。公司数据平台事业部首席技术官 Guido Appenzeller 表示 DPU 和 IPU在功能上没有根本性差别，主要是命名不同。博通：博通在网卡市场处于领导者地位，其 DPU 布局更多源自 SmartNIC。Broadcom 在 Stingray 的中心设计了NetXtreme-S BCM58800 芯片，将 8 个 3 GHz 主频的 ARM v8 A72 内核放置其中。博通在逐步将产品转移到 7 纳米，使得可以从 8 核扩展到 12 核。迈威尔：Marvall在2021年发布了 OCTEON 10 DPU 产品，不仅具备强大的转发能力，还具有突出的 AI 处理能力。OCTEON 10 采用 ARM N2 内核和 5nm 制程，除了具备与上一代产品相同的多功能构建块阵列，还增加了先进的 IP 和新功能，包括集成极强学习推理的引擎、内联加密处理器以及矢量数据包处理器，它们也都能够以虚拟化方式运行。
国内布局DPU的企业
华为：与博通类似，华为再智能网卡领域长期深耕，但研发信息披露不多。受供应链影响，预计华为的DPU或类似智能网卡产品会优先满足自用需求。左江科技：2007年8月成立，2021年A股上市。左江科技持股72%的北中网科技目前主要投入在基础网络芯片 DPU的研发上面，基于芯片特性，可以应用到多个业务领域。公司人员规模约 60 人，近 90%的人员为研发人员，预计芯片量产在 2022年下半年。
参考：
https://xueqiu.com/5736210091/211224390
|