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DPU是以数据处理为中心的芯片,是继CPU、GPU之后的“第三主芯片”。 DPU是提供数据中心基础设施服务的通用处理器。它可以对网络、存储、安全、管理等基础功能进行卸载和加速,释放更多CPU算力供客户使用。
随着云计算虚拟化技术的发展,网卡的发展基本上可以分为三个阶段:
1、传统基础网卡NIC:负责用户数据交互的网络设备,硬件卸载能力较少;
2、智能网卡:具有丰富的数据面硬件卸载能力;
3、数据处理器DPU:在具备智能网卡功能的同时,还可以分流控制面业务,实现控制面和数据面的通用可编程加速。
DPU专用处理单元用于解决数据中心通用基础设施虚拟化的性能瓶颈。通用处理单元保证了DPU的通用性,使得DPU广泛适用于各云厂商的基础设施,实现数据中心虚拟化软件框架。平滑迁移到DPU。
美国的Fungible已经提出了DPU的概念,也是第一家专注于设计DPU的创业公司。 2020年,英伟达在其GTC大会上隆重推出了数据中心网络领域的新产品BlueField DPU。此后,DPU概念日趋活跃,吸引了众多国内外厂商的密切关注。
目前,国内外已有多家云厂商和芯片巨头布局DPU产业,国外如AWS、Nvidia、Intel、AMD、Marvell,以及阿里巴巴、腾讯、中国移动、中国电信、云豹智能等国内。
海外 DPU 的现状
1. AWS Nitro DPU
AWS 是全球领先的云计算服务和解决方案提供商,AWS Nitro DPU 系统已成为AWS 云服务的技术基石。 AWS利用Nitro DPU系统将网络、存储、安全、监控等功能分解并转移到专用的硬件和软件上,将服务器上几乎所有的资源提供给服务实例,大大降低了成本。
Nitro DPU系统主要分为以下几个部分:
Nitro 卡:一系列用于网络、存储和管理的专用硬件,可提高整体系统性能
Nitro 安全芯片:将虚拟化和安全功能转移到专用硬件和软件上,减少攻击面并实现安全的云平台
Nitro 控制卡:一种轻量级虚拟机管理程序,可管理内存和CPU 的分配,并提供与裸机无异的性能
Nitro DPU系统提供密钥、网络、安全、服务器和监控功能支持,释放底层服务资源供客户虚拟机使用。
2. Nvidia DPU
Nvidia是一家半导体公司,主要设计和销售图形处理器、GPU。 GPU产品广泛应用于人工智能、高性能计算HPC领域。 2020年4月,英伟达以69亿美元收购网络芯片和设备公司Mellanox,随后推出了BlueField系列DPU。
Nvidia BlueField-3 DPU 延续了BlueField-2 DPU 的先进功能,是首款专为AI 和加速计算而设计的DPU。 BlueField-3 DPU 提供高达400Gbps 的网络连接,以卸载、加速和隔离软件定义的网络、存储、安全和管理功能,从而提高数据中心的性能、效率和安全性。
3. Intel IPU
英特尔IPU 是一款先进的网络设备,具有强化加速器和以太网连接,使用紧密耦合的专用可编程内核来加速和管理基础设施功能。 IPU 提供完整的基础设施卸载,并充当运行基础设施应用程序的主机的控制点,以提供额外的安全层1。使用英特尔IPU,所有基础设施服务都可以从服务器卸载到IPU,释放服务器CPU资源,并为云服务提供商提供独立且安全的控制点。
2021年,英特尔在英特尔架构日发布了Oak Springs Canyon和Mount Evans IPU产品。其中Oak Springs Canyon是基于FPGA的IPU产品,Mount Evans IPU是基于ASIC的IPU产品。
英特尔Oak Springs Canyon IPU 配备英特尔Agilex FPGA 和Xeon-D CPU。 Intel Mount Evans IPU是Intel和Google联合设计的SoC(System-on-a-Chip)。 Mount Evans主要分为两部分:IO子系统和计算子系统。网络部分采用ASIC进行数据包处理,比FPGA具有更高的性能和更低的功耗。计算子系统采用16个ARM Neoverse N1内核,具有极强的计算能力。
国内 DPU 的现状
随着DPU行业的快速发展,国内涌现了一大批DPU企业。本章主要介绍国内一些DPU厂家及其产品。
1. 中国移动 HyperCard DPU
2020年,中国移动发布HyperCard DPU,将软件的灵活性与硬件的高效性有机结合,承载网络、存储和虚拟化设备管理。在释放CPU资源的同时,HyperCard基于硬件卸载技术全面加速IO性能,实现杜绝虚拟IO“零”损失,突破传统技术架构的性能限制。
动动云也开始构建DPU的软硬件生态。通过算力分流/算力解耦/无损网络三大关键技术,实现了以DPU为中心的计算、网络、存储的云加速,标准化xPU异构硬件。接入标准,统一计算API,构建高性能云基础设施生态的关键基础。
打造PanShip计算架构:将HyperCard DPU与定制化的PanSong服务器相结合,实现HyperCard DPU的全生命周期管理和优化适配,为“大云”裸机、云主机、容器等算力载体提供统一算力。力量基地
打造COCA(Compute On Chip Architecture)算力框架:构建算力标准化接入生态,在算力与应用之间构建灵活的接入介质,保证可以使用业界领先的DPU硬件,包括自有的HyperCard未来在数据中心。即插即用。
2. 阿里云 CIPU
在2022阿里云峰会上,阿里云正式发布了云基础设施处理器CIPU。 CIPU的前身是MoC卡(Micro Server on a Card),MoC卡是神龙架构的灵魂。 MoC卡具有独立的I/O、存储和处理单元,负责网络、存储和设备虚拟化。
3. 云豹智能 DPU SoC
云宝智能是一家专注于云计算和数据中心数据处理器芯片(DPU)及解决方案的领先半导体公司。云豹智能DPU SoC是国内首款通用可编程DPU芯片。具有丰富的可编程性和完善的DPU功能,支持不同的云计算场景和资源的统一管理,优化数据中心计算资源的利用率。
云豹智能DPU SoC提供高达2*200G的网络连接,并配备强大的通用CPU处理单元,满足云基础设施层服务的分流需求。云豹智能DPU SoC还搭载众多硬件处理引擎,实现网络、存储、安全的全面加速。详情如下:
1、数据平面处理引擎提供高性能的数据处理,并具有灵活的软硬件可编程性。
2、RDMA处理引擎支持RoCE、iWARP等主流协议和可编程拥塞控制算法。
3、安全处理引擎提供SM2/SM3/SM4等各国加密算法等主流加密算法。
4、零信任安全解决方案,支持安全启动、机密计算、加解密,保护系统、数据和应用的安全。
5.支持DDP(Data Direct Path)数据直通技术,加速数据处理,提高AI训练效率。
云豹智能DPU SoC支持裸金属、虚拟化和容器的统一运维和管理,提供弹性网络和存储、虚拟化管理和安全等一站式解决方案,大幅提升云服务提供商的服务质量和业务灵活性。减少总体投资,引领数据中心新趋势。
云豹智能提供了完整的软件开发平台,可以在云豹智能DPU SoC上开发网络、存储、安全和控制应用。云豹智能软件开发平台全部采用数据中心主流开源标准化组件和接口,让数据中心业务平滑迁移到云豹智能DPU SoC上。
DPU行业的挑战
纵观DPU在国内外数据中心应用的发展历史可以看到,数据中心在商业化过程中面临着严峻的挑战,主要体现在以下几个方面:
1.数据中心业务复杂且不断变化。既需要计算效率,又需要通用的可编程能力,才能实现基础功能的定制,保证业务的灵活性。
2、随着大数据、AI、机器学习等高性能计算需求在数据中心不断扩大,数据中心基础设施需要提供高吞吐量、低延迟的计算网络
3、数据中心需要对计算、网络、存储资源实施统一的智能管控。
为了应对这些挑战,我们必须重新审视DPU架构应该具备哪些特点才能满足未来数据中心的发展需求。
各位老铁们好,相信很多人对DPU 市场火热来袭都不是特别的了解,因此呢,今天就来为大家分享下关于DPU 市场火热来袭以及的问题知识,还望可以帮助大家,解决大家的一些困惑,下面一起来看看吧!
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用户评论
这个趋势确实蛮明显的,国内很多公司在做DPU,未来很值得关注。
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DPU越来越重要了,处理海量数据的能力是关键啊。
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之前一直觉得DPU是国外科技的领地,现在看来中国也有实力了。
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51CTO这篇文章写的挺有深度,看懂以后感觉行业发展真快啊。
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国内企业在高性能计算方面确实发力了,很期待未来能看到更多创新产品。
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DPU技术越来越普及,应用场景也越来越多吧。
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希望中国企业的DPU方案能更加贴近实际需求,提高应用效率。
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读完这篇文章之后,我对国内DPU的发展前景充满了期待!
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这么多公司都在做DPU,竞争会更加激烈了,但这也促进了技术的进步吧。
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感觉DPU市场空间很大,很适合创业。
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对DPU技术了解不多,看来需要好好学习一下了。
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这篇文章让我更了解了DPU的发展现状和未来趋势,挺有帮助的。
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看文章里说未来DPU应用场景会更加广泛,期待更多新产品出现。
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国内企业抓住机遇,在DPU领域发光发热好极了!
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这篇文章让我对DPU这个领域有了更深入的了解,未来值得关注。
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希望看到中国企業的DPU产品能走向世界,提高国际竞争力。
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DPU技术的应用会给很多行业带来革命性的改变,很令人期待!
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51CTO真是个好平台,经常发布一些前沿科技的文章,让我受益匪浅。
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希望国内企业能够研发出更加创新、高效的DPU解决方案。
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