目前中国芯片技术的新霸主DPU在数据中心上位
AI、5G和云计算技术的飞速发展正重塑世界，数据中心作为这些技术的基石，在数字化转型中扮演着关键角色。面对挑战，传统的CPU和GPU已无法满足日益增长应用需求。于是，芯片巨头们纷纷采取行动，从收购到自研，以确保自己的产品线涵盖更多种类。
在此背景下，DPU（Data Processing Unit）这个不为人知的芯片类型，其价值何在？为什么它能在数据中心“上位”？未来的数据中心将是以3U一体架构为核心，这其中DPU扮演着至关重要的角色。
了解DPU之前，我们先来探讨其价值所在。黄仁勋曾指出当前数据中心采用软件定义，使其更加灵活，但同时也带来了巨大的负担——基础架构运行占用20%-30%CPU核，因此需要新的处理器，即DPU。而以CPU为中心的数据中心已经不能满足市场和应用需求，以数据为中心才能更好地应对挑战。
宋庆春表示：“以前计算规模和数据量没那么大，冯诺依曼架构很好地解决了提高计算性能的问题，但随着数据量增加以及AI技术进步，传统模型会造成网络拥塞继续提升性能面临瓶颈。”以数据为中心意味着可以根据需求数字进行计算，而不是固定的位置。通过这种新架构，可以解决网络传输中的瓶颈问题或丢包问题，将通信延时从30-40微秒降低至3-4秒，有10倍提升。
英伟达DPU是一款SoC，它集成了三个关键要素：
行业标准、高性能及软件可编程多核CPU，大多基于广泛使用的Arm架构，与其SoC组件紧密配合。
高性能网络接口，可以以线速或网络可用速度解析、处理并高效传输到GPU和CPU。
灵活且可编程加速引擎，可以卸载AI、机器学习、安全、电信等应用，并显著提升性能。
因此,DPU能够针对安全、网络存储等业务进行加速，这是其第一层价值。而第二层价值则在于提供了创新的思路，为以数据为中心的计算模式提供前所未有的可能性。
比如，将OVS卸载到DPU上运行，不仅能提升效率减少CPU利用，还能实现业务隔离。这对于云场景尤其重要，如英伟达与VMWare合作开发Monterey项目，以及与RedHat合作使得容器或虚拟化操作能够实现100G甚至200G全线速而不消耗任何CPU资源，为业务保留所有资源。
马彦青介绍说：“我们最初选择DPU，是因为遇到了服务器带宽瓶颈，我们想解决网络性能问题，也想降低成本。”借助DPU及其匹配软件栈DOCA,UCloud实现了一系列优化效果，如VPC管理集成到DPU内部，大幅提高转发效率。在过去10G网卡升级至25G后，其表现也有显著改善。此外，由于客户反馈良好，比如大型金融企业部署四台服务器现今只需几张卡即可替代，同时维护成本也大幅降低。
对于存储方面，过去UCloud使用本地盘存储但容易出现坏盘或者掉卡维护麻烦；现在采用RSSD云盘作为后端存储机群核心是基于NVMe SNAP功能实现了解耦优势包括免装机分钟级交付、三副本安全性增强等特点。此外，由于BlueField-2测试显示相比软件Hyperscan有3.5倍加速，加密方面也可以硬件卸载SSL/TLS/IPSec算法，对SSL/TLS进行加密/解密，对IPSec算法硬件卸载，把CPU释放出来用于其他任务。
最后，在未来目标中UCloud希望实现一张卡支持虚拟化裸金属两种模式，他们还正在基于InfiniBand网络探索如何进一步加速AI和高性能计算。总之，被誉作“智能边缘”的英伟达蓝场系统已经成为许多行业标准，并且正逐步改变全球各个领域的手段方式。在这趟旅途中，无疑被赋予力量的是那些聪明才智的人们，他们通过不断创新，使我们的世界变得更加美好的样子。一言蔽之，“科技永远不会停滞”，而我们每个人都应该积极参与这一过程，让我们的生活更加便捷健康！
