【行业】DPU 第三颗主力芯片崛起的新物种(24页)

DPU(数据处理器,Data Processing Unit),是数据中心第三颗主力芯片。2016 年,DPU 首次由美国公司 Fungible 提出,其主要目标是优化和提升数据中心效能。根据 IDC 统计,全球算力需求平均每 3.5 个月翻一倍,而作为支撑算力的基础,传统以 CPU 为中心的 “CPU+xPU”多元化异构计算架构在性能提升上越发乏力。从 CPU 性能与网络带宽的过往发展趋势来看:网络带宽 CAGR 从 2010 年前的 30%,提升至当前的 45%;与之相对应的 CPU 性能 CAGR 从 2010 年前的 23%,下降至当前的 3.5%;RBP 指标从 1 附近,上升到 10 以上,CPU 应对网络带宽增长带来的计算需求压力不断增大。因此,具备网络能力,并同时融入通用计算能力,可进行安全与存储卸载功能的下一代智能网卡 DPU 逢时而生,成为继 CPU、GPU 之后的第三颗主力芯片,助力数据中心更高效的应对多元化的算力需求。

DPU 具有独立计算单元,可通过 ASIC/FPGA/SoC 等技术实现。具备独立计算单元是 DPU 相较于普通网卡的主要特征。DPU 能够完成特定基础设施功能操作,如重组加速、安全加速等,带来显著性能提升。DPU 上的可编程 ASIC 或 FPGA 单元有可以运行自定义软件的计算层,可为网络流量提供服务,并执行特定网络及数据中心基础设施功能,为外部网络和服务器操作系统之间提供了额外安全层,即将安全保障由 ToR 交换机转移向了 DPU 设备。目前,智能网卡(DPU)有 ASIC、FPGA 和 SoC 三种实现路径。

CPU:计算生态的底座,主力芯片的基石。CPU(中央处理器)是整个计算设备的大脑,其诞生使得软件和硬件从此解耦,可以实现更高 IPC 和更高频率。自上世纪 90 年代以来,CPU 整体性能提升接近 5 万倍。同时,基于 CPU,软件也发展出庞大生态,无论是 x86 架构服务器端还是 ARM 架构移动端,都构建起自身丰富的生态系统。CPU 重要应用领域包括 PC 和服务器,每台 PC 通常有一颗 CPU,而每台服务器 CPU 数量不定,通常分为一路、双路、四路及以上服务器;其中,以双路服务器为主。

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