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　　GPU/CPU玩膩了？一種新的算力芯片出現(xiàn)！大廠、資本熱捧！

　　來源：電子發(fā)燒友網(wǎng)?作者：李彎彎? 2021-07-26 07:36 ? 1271次閱讀 0

　　在2020年GTC大會上，NVIDIA創(chuàng)始人兼執(zhí)行官黃仁勛談到，在現(xiàn)代化、安全的加速數(shù)據(jù)中心中，DPU已成為其重要的組成部分。CPU、GPU和DPU的結(jié)合，可構(gòu)成完全可編程的單一AI計(jì)算單元，提供前所未有的安全性和算力。

　　DPU，全稱是Data ProcessingUnit，是繼承CPU、GPU之后，數(shù)據(jù)中心場景中的第三顆重要的算力芯片，為高帶寬、低延遲、數(shù)據(jù)密集的計(jì)算場景提供計(jì)算引擎。

　　目前國內(nèi)外已經(jīng)有不少DPU玩家，根據(jù)THENEXTPLATFORM的分析指出，在2020年，國外主要玩家包括博通、英特爾、英偉達(dá)、Netronome、Pensando、Fungible和Xilinx，還包括云供應(yīng)商三大。

　　國內(nèi)廠商DPU芯片廠商主要有芯啟源、大禹智芯、中科馭數(shù)、星云智聯(lián)等，近年來這幾家廠商都在積極推進(jìn)優(yōu)化自家產(chǎn)品，并且資本也在積極投入到這個領(lǐng)域，近段時間，芯啟源、星云智聯(lián)都宣布完成不同數(shù)額的。

　　那么近幾年興起的DPU到底是什么，具有哪些功能？目前各大玩家都取得了怎樣的成績，該領(lǐng)域未來前景如何？

　　什么是DPU？

　　根據(jù)英偉達(dá)此前發(fā)布過的一篇文章顯示，DPU是一種新型可編程處理器，集三個關(guān)鍵要素：

　　個是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的、高性能及軟件可編程的多核CPU，通常基于已應(yīng)用廣泛的Arm架構(gòu)，與其的SOC組件密切配合；

　　第二個是高性能網(wǎng)絡(luò)接口，能以線速或網(wǎng)絡(luò)中的可用速度解析、處理數(shù)據(jù)，并高效地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾PU和CPU。

　　第三個是各種靈活和可編程的加速引擎，可以卸載AI、機(jī)器學(xué)習(xí)、安全、電信和存儲等應(yīng)用，并提升性能。

　　所有這些DPU功能對于實(shí)現(xiàn)安全的、裸性能的、原生云計(jì)算的下一代云上大規(guī)模計(jì)算至關(guān)重要。

　　DPU可以用作獨(dú)立的嵌入式處理器，但通常是被集成到SmartNIC（一種作為下一代服務(wù)器中關(guān)鍵組件的網(wǎng)卡）中。

　　DPU專注于數(shù)據(jù)處理，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)路徑加速引擎至少需要具備下述10項(xiàng)功能：

　　1、像OVS（開放式虛擬交換機(jī)）一樣對數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析、匹配和處理

　　2、基于Zero Touch RoCE的RDMA數(shù)據(jù)傳輸加速

　　3、通過GPU-Direct加速器繞過CPU，將來自存儲和其他GPU的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)直接傳給GPU

　　4、TCP通信加速，包括RSS、LRO、checksum等操作

　　5、網(wǎng)絡(luò)虛擬化的VXLAN和Geneve Overlay卸載和VTEP卸載

　　6、面向多媒體流、CDN(內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò))和新的4K / 8K IP視頻（如基于ST2110規(guī)范的RiverMax）的“Packet Pacing”流量整形加速

　　7、電信Cloud RAN的時鐘加速器，例如5T for 5G (時鐘調(diào)度5G無線報(bào)文傳輸技術(shù))功能

　　8、在線IPSEC和TLS加密加速，但不影響其它正在運(yùn)行的加速操作

　　9、支持SR-IOV、VirtIO和PV(Para-Virtualization)等虛擬化

　　10、安全隔離：如信任根、安全啟動、安全固件升級以及基于身份驗(yàn)證的容器和應(yīng)用的生命周期管理等

　　國內(nèi)都有哪些廠商在布局DPU？

　　數(shù)據(jù)中心建設(shè)帶動DPU未來發(fā)展，根據(jù)根據(jù)Fungible和Nvidia的預(yù)測，用于數(shù)據(jù)中心的DPU量級將達(dá)到和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器等量的級別。目前，服務(wù)器每年新增大約千萬量級，每臺服務(wù)器可能沒有GPU，但一定會有一顆或者多顆DPU，每顆DPU如果1萬元計(jì)算，這將是千億量級的市場規(guī)模。

　　面對如此大的市場規(guī)模，而且因?yàn)槭切屡d產(chǎn)品類型，國內(nèi)外差距其實(shí)不會很大，目前國內(nèi)已經(jīng)有多家廠商正在加速布局，并不時傳出新進(jìn)展，同時芯片是一個需要大額資金投入研發(fā)的行業(yè)，可以看到，資本也在積極投資，與企業(yè)一起共同加快推動該領(lǐng)域的規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用。

　　芯啟源

　　芯啟源是一家針對超大規(guī)模電信和企業(yè)級的智能網(wǎng)絡(luò)提供核心芯片和系統(tǒng)的企業(yè)，致力于打造DPU產(chǎn)業(yè)生態(tài)，快速布局5G云數(shù)據(jù)中心和EDA市場，為云數(shù)據(jù)中心提供的智能網(wǎng)卡，為芯片設(shè)計(jì)公司提供競爭力的仿真EDA解決方案。

　　芯啟源有量大板塊核心產(chǎn)品，該公司的智能網(wǎng)卡是目前國內(nèi)基于SoC架構(gòu)的成熟DPU的完整解決方案，并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，已經(jīng)成熟量產(chǎn)，可提供從芯片、板卡、驅(qū)動軟件和全套云網(wǎng)解決方案產(chǎn)品。

　　據(jù)介紹，中國移動蘇研院的首批智能網(wǎng)卡訂單正是采購的芯啟源的產(chǎn)品，在中移動大云系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層面，芯啟源智能網(wǎng)卡通過透明卸載SDN控制器關(guān)鍵云網(wǎng)流表至網(wǎng)卡硬件中加速，可徹底釋放大量被網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)消耗的服務(wù)器CPU和內(nèi)存資源，全面提升中移動云機(jī)虛擬化效率，雙方已成立了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，將共同推進(jìn)下一代智能網(wǎng)卡開發(fā)。

　　芯啟源在今年2月和今年6月分別完成了數(shù)億元的Pre A2和Pre A3輪，PreA3輪由SIG海納亞洲、浦東科創(chuàng)、晶晨半導(dǎo)體、熠美投資等聯(lián)合投資，該公司表示，本輪將繼續(xù)用于吸引全球研發(fā)與管理人才加入芯啟源團(tuán)隊(duì)，并啟動DPU芯片下一階段技術(shù)研發(fā)和市場拓展。

　　大禹智芯

　　大禹智芯致力于DPU產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)和服務(wù)，核心團(tuán)隊(duì)擁有十年以上云計(jì)算平臺設(shè)計(jì)、研發(fā)和運(yùn)營的經(jīng)驗(yàn)，曾服務(wù)于百度、阿里、美團(tuán)及英特爾、思科等公司，對云計(jì)算平臺的使用場景及基礎(chǔ)設(shè)施的搭建有著清晰的理解和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

　　大禹智芯的DPU產(chǎn)品具有高速網(wǎng)絡(luò)處理、無縫對接分布式存儲和裸金屬管理等功能特性，可廣泛應(yīng)用于云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心、邊緣計(jì)算、5G等領(lǐng)域，產(chǎn)品面向企業(yè)客戶，目前已經(jīng)完成代產(chǎn)品的測試工作，正在批量生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品預(yù)計(jì)將于今年第三季度出貨。代產(chǎn)品主要應(yīng)用于邊緣平臺，流量編排與管控等兩方面，并且已經(jīng)開始研發(fā)100G產(chǎn)品，將面向更廣闊的云計(jì)算場景。

　　公司于本月9日宣布完成數(shù)千萬元Pre-A輪，由華義創(chuàng)投和奇績創(chuàng)壇投資，據(jù)介紹，本輪資金將用于DPU產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)投入以及人才的引入，大禹智芯在成立初期還獲得了由中科創(chuàng)星和惟一資本聯(lián)合投資的天使輪。

　　中科馭數(shù)

　　中科馭數(shù)成立于2018年，專注于專用處理器研發(fā)，致力于解決后摩爾定律時代通用算力不足的核心問題,為智能時代提供核心芯片和解決方案。

　　公司創(chuàng)新性地提出了軟件定義加速器技術(shù)，自主研發(fā)了KPU芯片架構(gòu)，打造了業(yè)界首顆擁有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫一體化加速功能的DPU芯片和智能網(wǎng)卡系列產(chǎn)品和解決方案。

　　2019年中科馭數(shù)基于自研的KPU架構(gòu)流片了K1芯片，目前解決方案主要落地于場景。今年3月31日，該公司發(fā)布了下一代DPU芯片計(jì)劃，將基于自研的KPU芯片架構(gòu)，推出新一代DPU芯片K2，該芯片可應(yīng)用于科技、數(shù)據(jù)中心、混合云及邊緣計(jì)算等高帶寬、低延遲、數(shù)據(jù)密集型的計(jì)算場景。

　　K2的功能包括完善的L2/L3/L4層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理，可處理高達(dá)200G網(wǎng)絡(luò)帶寬數(shù)據(jù)。融合了數(shù)據(jù)庫、大數(shù)據(jù)處理能力，直接面向OLAP、OLTP及大數(shù)據(jù)處理平臺，還囊括了機(jī)器學(xué)習(xí)計(jì)算核以及安全加密運(yùn)算核，該顆芯片預(yù)計(jì)將于2021年底流片。

　　星云智聯(lián)

　　星云智聯(lián)專注于數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)互聯(lián)通信架構(gòu)和DPU芯片研發(fā)，致力于構(gòu)建數(shù)字世界算力的智能連接和開放生態(tài)，讓云計(jì)算和數(shù)據(jù)中心成為構(gòu)建未來數(shù)字社會的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　公司匯聚了來自硅谷、以色列、加拿大等地ICT領(lǐng)域?qū)＜?，這支過往成功的實(shí)現(xiàn)了多領(lǐng)域通信與網(wǎng)絡(luò)芯片開發(fā)的團(tuán)隊(duì)，是目前國內(nèi)達(dá)到了全球水平，真正有能力開發(fā)出DPU及其生態(tài)系統(tǒng)的團(tuán)隊(duì)，核心成員都參與了網(wǎng)絡(luò)大芯片從零到一探索、發(fā)展、優(yōu)化、超越的全過程，具備全系統(tǒng)、長周期工程開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，擁有對云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、運(yùn)營商等多場景的深度理解，以及設(shè)計(jì)滿足不同市場需求產(chǎn)品的能力。

　　星云智聯(lián)近日宣布完成數(shù)億元Pre-A輪，本輪由老股東鼎暉VGC領(lǐng)投，現(xiàn)有投資方高瓴創(chuàng)投、華登國際繼續(xù)追加投資；BAI資本、復(fù)星、華金投資、金浦投資、嘉御、松禾資本、沃賦資本等多家投資機(jī)構(gòu)跟投，在三個月前該公司才完成天使輪。

　　星云智聯(lián)認(rèn)為，無論從市場的分散度，還是細(xì)分市場的可復(fù)制性兩個維度考慮，DPU賽道都滿足獨(dú)立芯片公司成長的條件。在完成這輪后，星云智聯(lián)將持續(xù)引入多領(lǐng)域研究型人才構(gòu)筑技術(shù)縱深競爭力，引入開源和生態(tài)建設(shè)運(yùn)營人才構(gòu)筑生態(tài)影響力和新商業(yè)模式。

　　DPU芯片賽道未來前景如何？

　　從上述內(nèi)容來看，目前在DPU芯片布局的廠商還不算多，因?yàn)楫吘故且粋€新興賽道，不過從國內(nèi)幾家公司的情況來看，資本對DPU的青睞程度倒是很高，可以看到，芯啟源、大禹智芯、星云智聯(lián)近來都宣布完成，其中芯啟源、星云智聯(lián)在兩三個月時間就完成三輪。為何資本看好這個全新賽道？

　　首先，從這個行業(yè)未來可能的市場規(guī)模來看，可以說是相當(dāng)巨大，當(dāng)前全球算力需求早已遠(yuǎn)超算力的增長速度，云數(shù)據(jù)中心發(fā)展正面臨軟硬件的性變革，DPU應(yīng)運(yùn)而生，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)中心傳輸和數(shù)據(jù)處理，與CPU、GPU共同組成未來計(jì)算的三大支柱。

　　DPU可以解放CPU的算力，釋放服務(wù)器的負(fù)載，并憑借低功耗顯著降低綜合成本，未來每臺服務(wù)器都一定需要一顆或者多顆DPU，好比每臺服務(wù)器都必須配網(wǎng)卡一樣，就如上文提到的，用于數(shù)據(jù)中心的DPU量級將達(dá)到和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器等量的級別，而且目前服務(wù)器每年以大約千萬量級增長，DPU的市場規(guī)模達(dá)到千億量級。

　　另外，除了市場規(guī)模巨大以外，下游數(shù)據(jù)中心廠商已經(jīng)在積極部署，包括中國移動、亞馬遜、阿里等廠商都已經(jīng)部署DPU產(chǎn)品，未來，在這些下游廠商的需求推動下，DPU芯片的產(chǎn)品和市場也更容易走向成熟、走向規(guī)?；?/p>

　　整體而言，DPU在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用未來前景可期，不過也有值得關(guān)注的地方，比如雖然大型云服務(wù)廠商已經(jīng)大量部署了DPU產(chǎn)品，不過DPU產(chǎn)品真正商業(yè)化還不算成功，因?yàn)槟壳笆忻嫔螪PU產(chǎn)品功能覆蓋和場景覆蓋能力不足，難以滿足不同客戶對于DPU產(chǎn)品快速使用的需求，因此，未來DPU芯片廠商、云服務(wù)廠商、資本等還需要攜手積極優(yōu)化產(chǎn)品、推進(jìn)應(yīng)用，共同促進(jìn)DPU產(chǎn)業(yè)發(fā)展。