NVIDIA DPU技術(shù)發(fā)展賦能數(shù)據(jù)中心

“ DPU 對數(shù)據(jù)中心來說，是通過更明細(xì)的分工來實(shí)現(xiàn)效率的提升、實(shí)現(xiàn)總體系統(tǒng)的成本最優(yōu)化。”

—— 賽迪顧問

《2021 中國 DPU 行業(yè)發(fā)展白皮書》

賽迪顧問近日發(fā)布《2021 中國 DPU 行業(yè)發(fā)展白皮書》，該白皮書內(nèi)容橫跨技術(shù)剖析與產(chǎn)業(yè)分析，涵蓋了 DPU 與智能網(wǎng)卡的對比，DPU 的技術(shù)發(fā)展趨勢，DPU 的競爭格局等諸多方面。以下部分內(nèi)容節(jié)選自白皮書，邀您一同速覽。

產(chǎn)業(yè)分析及競爭格局： DPU 成為新時(shí)代核“芯”

白皮書中指出，得益于數(shù)據(jù)中心升級和邊緣計(jì)算、新能源汽車、IoT、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展所帶來的需求增長， 中國 DPU 產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長的趨勢，預(yù)計(jì)中國 DPU 市場將在 2022-2023 年迎來爆發(fā)式增長，并在 2024-2025 年保持平穩(wěn)。2020 年中國 DPU 產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達(dá) 3.9 億元，預(yù)計(jì)到 2025 年中國 DPU 產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將超過 565.9 億元。

目前 DPU 市場仍處于藍(lán)海，呈現(xiàn)百家爭鳴的競爭格局。DPU 方案類型大致可以概括為三種：一是以通用眾核處理器為基礎(chǔ) DPU；二是以專用核為基礎(chǔ)的異構(gòu)核陣列；第三種路線是結(jié)合了前面二者優(yōu)勢，即將通用處理器的可編程靈活性與專用的加速引擎相結(jié)合，正在成為最新的產(chǎn)品趨勢，以 NVIDIA 的 BlueField-3 系列 DPU 來看，就包括 16 個(gè) ARM 核及多個(gè)專用加速引擎。

隨著 DPU 將數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施操作從 CPU 上卸載過來，數(shù)據(jù)中心將形成 DPU、GPU、CPU 三位一體的狀態(tài)；NVIDIA 憑借在 GPU 的絕對優(yōu)勢以及未來 DPU 的發(fā)力，有望在服務(wù)器處理器三大芯片中占據(jù)其二。

DPU 技術(shù)發(fā)展：3U 一體，賦能數(shù)據(jù)中心

目前 DPU 以數(shù)據(jù)為中心作為計(jì)算架構(gòu)，能針對數(shù)據(jù)中心的安全、網(wǎng)絡(luò)、存儲、AI、HPC 等業(yè)務(wù)進(jìn)行加速。從 DPU 概念的提出者 NVIDIA 的現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展趨勢來看，未來的技術(shù)發(fā)展趨勢將會(huì)是高度集成化的片上數(shù)據(jù)中心的模式（Data Center Infrastructure on a chip），即一個(gè) GPU、CPU、DPU 共存的時(shí)代。

白皮書中指出，NVIDIA 布局的數(shù)據(jù)中心從核心到邊緣（Edge）都采用了統(tǒng)一的一個(gè)計(jì)算架構(gòu)—— CPU、GPU、DPU，形成了 “3U” 一體架構(gòu)。3U 一體的統(tǒng)一計(jì)算單元架構(gòu)將會(huì)讓管理程序、調(diào)度程序都會(huì)變得非常容易。通過 CPU、GPU、DPU 之間的協(xié)調(diào)計(jì)算，可以在數(shù)據(jù)中心和邊緣端都可以達(dá)到高性能與高安全性。

NVIDIA BlueField DPU 的時(shí)代已經(jīng)到來

白皮書稱，BlueField-3 DPU 的出現(xiàn)解決了目前產(chǎn)業(yè)無法完全確保數(shù)據(jù)安全的問題。

在零信任的大環(huán)境下，產(chǎn)業(yè)原本是無法完全確保數(shù)據(jù)安全的。舉例來說，數(shù)據(jù)中心想支持 IPSec 協(xié)議（即通過加密與驗(yàn)證等方式，為 IP 數(shù)據(jù)包提供安全服務(wù)），當(dāng)它在 100Gb/s 的網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)下，對每一個(gè)數(shù)據(jù)包都進(jìn)行 IPSec 加密時(shí)，CPU 資源會(huì)急速耗盡，卻依然無法完成在網(wǎng)絡(luò)高速傳輸時(shí)對每一個(gè)數(shù)據(jù)包都進(jìn)行 IPsec 加密的操作。如下圖所示，BlueField-3 DPU 具備了平臺安全、可加密加速、可執(zhí)行安全策略、深度包檢測與隔離安全控制平面的特點(diǎn)，將這個(gè)網(wǎng)絡(luò)層面上確保數(shù)據(jù)安全的不可能瓶頸打破。

該白皮書的作者賽迪顧問（全稱“賽迪顧問股份有限公司”），直屬于中華人民共和國工業(yè)和信息化部中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院，是中國首家上市的咨詢企業(yè)。

原文標(biāo)題：DPU 白皮書發(fā)布：恰時(shí)代發(fā)展之需，助推數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)型

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