随着数字经济建设的加速推进,核心引擎已成为“数据要素”。数据的飞速增长对算力提出更高需求,以往算力的实现依靠CPU、GPU等算力芯片,CPU、GPU算力的提升带来应用的继续爆发... 但随着摩尔定律日益趋近极限,CPU性能增长速度也开始减缓。在这样的循环中,“第三颗主力芯片”——DPU应运而生,将数据处理逻辑从“计算为中心”改变至“数据为中心”。

       本文部分数据援引于近日5月10日头豹研究院发布:《2022年中国DPU行业白皮书》。

       改变基础架构,解决数据瓶颈

       随着大数据时代流量大爆发,以及虚拟化带来的网络复杂度不断提升,传统的以算力为核心的架构无法支撑持续扩大的云计算业务。基础架构从以计算为核心过渡到以数据为核心。

       在以数据为核心的基础架构中,数据处理及网络安全功能越来越多地被下沉到DPU芯片上。DPU 能够较好地应对流量爆发和复杂网络带来的数据处理挑战。通过使用DPU的数据面卸载、存储加速、网络安全等功能,可以提升数据处理能力,释放业务计算资源,提质增效,实现降本增效。

DPU的出现解决数据中心在传统技术方案下的弊端

援引:《2022年中国DPU白皮书》头豹研究院

       多应用场景渗透

        网络: 云计算

       我国拥有较强的互联网产业,以及规模最大的网民和线上生态。云计算厂商与大型互联网企业是DPU在数通市场的最大用户,应用场景多集中于防火墙、云安全、云存储等方面。

       云计算厂商对DPU的诉求侧重点将集中在计算速率、可靠性和灵活性等方面,数据中心带宽平均2-3年迭代一次。DPU具备为客户提供持续服务的能力,包括支持用户数据中心带宽的升级,支持在原有的硬件架构上灵活部署新功能等。

        计算:5G通信

       在通信产业,在5G关键技术之一:网络虚拟化NFV(Network Functiong Virtulizaiton)的推动下,运营商对于边缘计算开放生态、降本增效、缩减部署周期的诉求愈发明晰。边缘计算是赋能行业数字化转型的关键技术,对网络带宽、时延、可靠性要求严苛,而DPU硬件加速技术可有效提升边缘机房单位面积算力。

        安全:政企金融

       在信创安全领域,DPU能将传统分散运行在内核态和用户态的安全策略,统一整合到底层的硬件中执行。网络数据和应用数据能够卸载到智能网卡(SmartNIC)进行统一防护和管理,并提供灵活的数据路径监控和可视化的流量服务,实现从二三层数据传输到上层用户数据的立体化防护。DPU独特的“超级链接枢纽”角色使其在算力网络安全中起着举足轻重的作用,给算力网络安全创造了新的发展机遇和模式。

       芯启源新一代智能网卡应运而生

       2018,芯启源启动第一代智能网卡(SmartNIC)项目研发,支持OVS数据面卸载;2020年推出芯启源DPU,采用全可编程DPU芯片,支持丰富的数据面、控制面卸载和虚拟化支持。直到今天,芯启源推出基于NP核心的DPU芯片制作的新一代智能网卡:

芯启源第四代智能网卡特性

        高性能

       芯启源新一代智能网卡采用SoC模式进行芯片设计,多线程的梳理模式可对标ASIC芯片的数据处理能力;

       可编程

       新一代智能网卡具备灵活高效的可编程能力,支持P4/C语言等高级编程语言的混合编程能力,帮助客户实现网络数据面的定制化需求,是业界唯二,国内唯一一款支持eBPF(XDP)卸载的智能网卡;

        释放CPU算力

       在高性能数据处理的同时,具备灵活的网络协议支持能力,可卸载3-6层网络信令。通过卸载数据处理业务至DPU智能网卡,可以大大缓解数据中心和SDN网络对CPU算力资源的依赖。

芯启源新一代智能网卡(SmartNIC)

       目前,芯启源已和中国移动合作成立了移动联合实验室,获得了中国移动的第一个智能网卡(SmartNIC)订单。

       DPU应用产品化 开放软件生态

       芯启源通过整合网络处理器领域全方位的技术积累,结合自身产品开发和业务开拓能力,实现了对DPU领域应用的产品化。同时芯启源智能网卡产品的驱动和网卡固件在Github社区开源共享,并且通过Linux官方社区定期更新产品驱动和固件;提供从DPU芯片到上层应用的完整DPU生态系统:DPU芯片基于灵活可编程及Die-To-Die可扩展;可编辑固件和抽象出来的众多服务单元,都以API的方式开放给开发者,以快速满足不同业务场景下不断变化的业务需求。

       全场景覆盖:芯启源将步入2.0阶段

       据头豹研究院近日发布的《2022年中国DPU白皮书》显示,根据中国DPU市场趋势数据测算,2021-2023年数据中心用DPU正逐步放量,2024-2026则将逐步渗透智能驾驶,人工智能,元宇宙等应用领域。而中国DPU市场规模在2026年或将达近1,095.3亿元。

图片来源:《2022年中国DPU白皮书》头豹研究院

       在我国经济、科技高速发展的背景下,高性能计算、5G、云原生、网络安全、边缘云等DPU典型适配场景发展迅猛。芯启源已具有完全自主知识产权的DPU芯片,且兼具了FPGA高效、灵活可编程和专用处理器芯片(ASIC)低成本、低功耗的优势,已适用于如标准网卡,智能网卡,路由器,智能交换机,防火墙,负载均衡,IPS/IDS,O-RAN,SD-WAN等多种产品形态及解决方案。

       因DPU具备卸载网络、存储、安全与管理等功能,可覆盖应用领域广泛。基于DPU芯片对数据转发、交换、存储、信息安全管理的功能优势,芯启源将逐步开始向智能驾驶、人工智能、元宇宙等应用领域渗透。未来芯启源也将逐步在中国设立DPU线上开发中心,联合社区、高校、研究机构等,向广大开发者提供全面的技术支持,以便开发者快速开发出更适合中国应用场景的服务单元或者API。

芯启源现阶段布局

援引:《2022年中国DPU白皮书》头豹研究院