DPU科技发展概况

DPU也可以成为存储的入口，将分布式的存储和远程访问本地化。随着 SSD性价比逐渐可接受，部分存储迁移到SSD器件上已经成为可能，传统的面向 机械硬盘的SATA协议并不适用于SSD存储，所以，将SSD通过本地PCIe或高速 网络接入系统就成为必选的技术路线。NVMe（Non Volatile Memory Express） 就是用于接入SSD存储的高速接口标准协议，可以通过PCIe作为底层传输协 议，将SSD的带宽优势充分发挥出来。同时，在分布式系统中，还可通过 NVMe over Fabrics（NVMe-oF）协议扩展到InfiniBand、Ethernet、或Fibre channel节点中，以RDMA的形式实现存储的共享和远程访问。这些新的协议处 理都可以集成在DPU中以实现对CPU的透明处理。进而，DPU将可能承接各种 互连协议控制器的角色，在灵活性和性能方面达到一个更优的平衡点。

 

　　DPU将成为算法加速的沙盒，成为最灵活的加速器载体。DPU不完全是一 颗固化的ASIC，在CXL、CCIX等标准组织所倡导CPU、GPU与DPU等数据一致 性访问协议的铺垫下，将更进一步扫清DPU编程障碍，结合FPGA等可编程器 件，可定制硬件将有更大的发挥空间，“软件硬件化”将成为常态，异构计算 的潜能将因各种DPU的普及而彻底发挥出来。在出现“Killer Application”的领 域都有可能出现与之相对应的DPU，诸如传统数据库应用如OLAP、OLTP， 5G 边缘计算，智能驾驶V2X等等。

 

　　2.DPU的发展背景

 

　　DPU的出现是异构计算的又一个阶段性标志。摩尔定律放缓使得通用CPU 性能增长的边际成本迅速上升，数据表明现在CPU的性能年化增长（面积归一 化之后）仅有3%左右1，但计算需求却是爆发性增长，这几乎是所有专用计算芯 片得以发展的重要背景因素。以AI芯片为例，最新的GPT-3等千亿级参数的超 大型模型的出现，将算力需求推向了一个新的高度。DPU也不例外。随着2019 年我国以信息网络等新型基础设施为代表的“新基建”战略帷幕的拉开，5G、 千兆光纤网络建设发展迅速，移动互联网、工业互联网、车联网等领域发展日 新月异。云计算、数据中心、智算中心等基础设施快速扩容。网络带宽从主流 10G朝着25G、40G、100G、200G甚至400G发展。网络带宽和连接数的剧增使得 数据的通路更宽、更密，直接将处于端、边、云各处的计算节点暴露在了剧增 的数据量下，而CPU的性能增长率与数据量增长率出现了显著的“剪刀差”现 象。所以，寻求效率更高的计算芯片就成为了业界的共识。DPU芯片就是在这 样的趋势下提出的。