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【芯观点】“计算风暴”来袭,DPU成巨头新兵竞争新赛道

来源:爱集微

#DPU#

#计算引擎#

07-29 11:23

集微网消息,近期,DPU市场消息接踵而来。国内多家DPU企业获得资本融资,Marvell前掌舵人戴伟立夫妇重出江湖,创立新公司Dream Big Semiconductor,瞄准DPU市场。DPU市场暗流涌动,预示一场可能的“计算风暴”即将来袭……

CPU遇性能瓶颈 DPU身处爆发前夜

过去十年中,计算已经不仅仅局限于个人电脑和服务器。近年来“5G+AI”带动全球数据规模暴增,对算力处理效率不断提出更高要求,“算力时代”正在到来。国家信息中心信息化和产业发展部发布的《智能计算中心规划建设指南》中明确,在智慧时代,计算力就是核心生产力。

以人工智能为例,据OpenAI测算,自2012年开始,全球人工智能训练所用的计算量平均每3.43个月便会翻一倍,远超过算力的增长速度。一边是摩尔定律放缓,一边是数据爆发式增加,这看似矛盾的发展逻辑有望成为DPU市场爆发的前奏。

实际上,DPU也符合“软件定义、硬件加速”的发展趋势。软件定义数据中心 (SDDC)的概念一度是企业级数据中心聚合的里程碑,但也让CPU由于承压过重面临性能瓶颈危机。通过硬件加速释放计算性能被视为解决方案之一。

因此在英伟达首席执行官黄仁勋看来,“DPU将和CPU、GPU一起构成未来计算的三大支柱。”DPU允许服务器将网络和存储功能从CPU卸载到 DPU,使CPU处理更多的应用程序工作负载,并尽可能高效运行操作系统,从而实现网络流量优化,加速存储I/O。

“DPU” (Data Processing Unit,数据处理装置)一词最早由总部位于美国加州圣克拉拉的Fungible提出。根据该公司说法,DPU的目的是处理以数据为中心的工作负载,例如数据传输、数据缩减、数据安全、数据耐久性、数据过滤和分析——所有这些功能都是通用CPU不擅长的。

国际巨头发展加速 新老兵摩拳擦掌 

根据集微网此前报道,Arm基础设施事业部全球高级总监邹挺指出,“鉴于 DPU的优势,可预期所有云、边缘和企业服务器最终都会使用一个或多个DPU来提高安全性、优化网络和存储性能。”

庞大的市场商机也吸引行业新老兵先后入局。目前,在DPU赛道上已有英伟达、英特尔、博通和Marvell、赛灵思等国际芯片巨头,云供应商阿里、腾讯、浪潮、亚马逊、微软等也已纷纷入局,国内如中科驭数、星云智联、芯启源、大禹智芯、云豹智能、益思芯科技等也在摩拳擦掌。行业战火一触即发。

其中,英伟达在主导AI加速器市场后,正着眼于企业级数据中心的下一个重大机遇。通过收购Mellanox,英伟达按下DPU发展的加速键。

英伟达及其子公司Mellanox的DPU产品系列主要包括BlueField、 ConnectX、Innova。根据英伟达4月公开的DPU路线图,BlueField-4将拥有640亿个晶体管,网络速率将提高到800Gbps,算力达到1000TOPS。据悉,该公司还计划在BlueField-4上将GPU进行集成,实现单芯片的数据中心/单元,为边缘设备提供低成本、高性能的安全数据处理能力。

到今年6月,英特尔似乎为了不让英伟达DPU专美于前,宣布将发布面向基础设施应用的数据处理器(Infrastructure Processing Unit,IPU)。据介绍,英特尔IPU能够对数据中心基础设施功能进行安全加速,从而使系统级资源的管理更加智能。另外云运营商可以利用IPU转向完全虚拟化的存储和网络架构,同时保持超高的性能、以及强大的可预测性与可控性。

有分析指出,英特尔几年前不惜斥资167亿美元收购FPGA制造商Altera,也是为了即将爆发的数据中心计算市场。

此外,赛灵思已经推出DPU处理器——Alveo SmartNIC产品组合。DPU可以用作独立的嵌入式处理器,但通常是被集成到SmartNIC里。博通旗下有Stingray,Marvell则拥有OCTEON和ARMADA产品系列。

相比于CPU和GPU赛道,DPU毫无疑问是一个崭新的竞技场。随着网络流量指数上涨,DPU市场前景广阔。但越来越多供应商涌入DPU赛道,DPU能否演绎CPU和GPU的佳话有待观察。

国产DPU加速排兵布阵,成熟应用匹配成为关键

国际巨头加紧布局DPU业务的同时,国内芯片市场也频传好消息,引得资本竞相入局。

近期,脱胎于“中科院计算所体系结构国家重点实验室”的中科驭数宣布完成数亿元A轮融资。该公司拥有自主研发芯片架构,本轮融资将主要用于第二代DPU芯片K2的流片以及后续的研发迭代。据悉,中科驭数将于8月发布新一代极低时延智能网卡,这将是国内唯一自主研发的TCP/IP协议栈全硬件卸载的智能网卡,其TCP最低转发时延可达到业界领先的1.2微秒。

大禹智芯近期也完成数千万元Pre-A轮融资,本轮轮融资将主要用于DPU产品的研发、生产投入以及高端人才的引入。该公司DPU系列产品Paratus 1.0已经获商业用户认可,进入生产阶段,这将是国内首款处理能力达25G的商用化DPU产品。

星云智联继完成天使轮融资三个月后,也宣布完成数亿元Pre-A轮融资。

今年早些时候,芯启源宣布完成数亿元Pre A2轮融资,6月又宣布完成数亿元Pre-A3轮融资,启动DPU芯片下一阶段技术研发和市场拓展。该公司成立于2015年,是国内唯一一家针对超大规模电信和企业级的智能网络, 提供基于国产自主DPU核心芯片的智能网卡的高科技公司。

除此之外,益思芯科技近日宣布已交付国内第一款自主研发的商用云原生智能网卡Stargate-F1000-SN。据了解,装载Stargate-F1000-SN智能网卡的服务器,至少有30%额外的CPU资源被释放出来用以承载用户业务应用。以建设初始计划规模10万台服务器的数据中心为例,通过采用Stargate-F1000-SN智能网卡,只需7万台服务器就可以达到相同算力,由此可以降低高达45亿人民币的TCO成本。

从国内厂商角度来说,DPU行业尚处于产品研发阶段,基于处理器等硬件实力和国外仍有差距,要率先实现商业化和规模化部署存在不小挑战。

不过就产业需求看,数据量与算力需求处于正反馈的增长模式。数据量不断增长要求更强的算力处理数据,同时使AI深度学习等新技术不断训练、应用,这些技术的落地又催生出更多数据,反过对算力提出更高需求。工信部下属机构赛迪智库发布的《先进计算产业发展白皮书》显示,国内数字经济在国民经济中占比已经超过30%,未来算力缺口巨大。

目前,DPU主要应用场景在数据中心和超级计算机。中国工程院院士、清华大学教授郑纬民早些时候表示,不管是超算中心还是智算中心,首先要明确应用是什么。成熟的应用匹配,将带动“算力”健康发展。因此如何匹配应用需求,推动DPU产业发展将是下一阶段的重要课题。而DPU能否为国产半导体带来光环值得期待。(校对/思坦)

责编: 乐川

小山

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