與中科馭數一起淺談DPU

　　2021年3月31日，在春暖花開的北京，中科馭數邀請電子產品世界參加了主題為“DPU如何變革下一代計算基礎設施’”的媒體交流會。會上中科馭數創始人兼CEO鄢貴海博士、高級副總裁張宇先生以及中科馭數聯合創始人兼CTO盧文巖博士向我們介紹了DPU技術。

中科馭數聯合創始人兼CTO盧文巖博士

什么是DPU

　　DPU，是Data Processing Unit的簡稱，是面向數據中心的專用處理器。過去十年中，計算已經不僅僅局限在個人電腦和服務器內，CPU和GPU已經被廣泛地用于各個新型超大規模數據中心。這些數據中心通過功能強大的新型處理器連接在一起，DPU已經成為了以數據為中心的加速計算模型的第三個計算單元。“CPU用于通用計算，GPU用于加速計算，而數據中心中傳輸數據的DPU則進行數據處理。”

　　DPU的核心功能：

• 作為CPU的卸載引擎，釋放CPU算力到上層。

• 成為新的數據網關，將安全隱私提升到一個新的高度。

• 成為存儲的入口，將分布式的存儲和遠程訪問本地化。

• 成為算法加速沙盒，成為最靈活的加速器載體。

　　據中科馭數創始人兼CEO鄢貴海博士介紹，“DPU是最新發展起來的專用處理器的一個大類，其產生的背景是數字智能時代，數據爆發導致的端-邊-云一體化趨勢帶來的對計算延遲、數據安全、資源虛擬化的需求。”

中科馭數創始人兼CEO鄢貴海

中科馭數的DPU

　　根據THENEXTPLATFORM的分析指出，在2020年，在這個領域的玩家或者潛在玩家主要包括Broadcom、Intel、英偉達、Netronome、Pensando、Fungible和Xilinx，還包括云供應商三大巨頭。

　　不同于Broadcom、Fungible等國外芯片廠商，中科馭數的DPU將重點放在異構核上，以針對性算法加速為核心，通過KPU架構來組織異構核。在KPU架構下，中科馭數研發了國內首款芯片級完善的L2/L3/L4層全網絡協議處理核，推出了直接面向OLAP、OLTP及類SQL處理的數據查詢處理核，而沒有采用原來眾核為主的架構。”據鄢貴海介紹，異構核架構將帶來更高效的數據處理效率、獲得更直接的使用接口，以及更佳的虛擬化支持。

　　數據顯示KPU-Drive方案在算力、能效比、算法靈活性邊際成本優勢明顯相較于CPU而言，KPU在大多數關鍵計算上性能優勢都在兩個數量級。

DPU的未來

　　DPU作為算力新型基礎設施中的新物種，可以應用在金融交易、大數據及數據庫運算、數據安全、云計算、邊緣計算等場景中，算力時代DPU芯片將大有可為。NVIDIA首席執行官黃仁勛在演講中曾表示：“它將成為未來計算的三大支柱之一。”

　　中科馭數宣布了其下一顆DPU芯片K2架構的研發計劃，以KPU架構為核心，在2019年流片第一顆芯片的基礎上，功能層面包括完善的L2/L3/L4層的網絡協議處理，可處理高達200G網絡帶寬數據。其次融合數據庫、大數據處理能力，直接面向OLAP、OLTP及大數據處理平臺，如Spark等。另外還囊括機器學習計算核以及安全加密運算核。該顆芯片預計將于2021年底流片。

　　過去硬件加速技術的突破讓GPU需求爆發，而今大數據云時代我們有理由相信DPU將會開啟下一個算力時代。