DPU 是以數據處理為中心的芯片,2020 年 NVIDIA 戰略中國將其稱為 CPU、GPU 之后“第三顆主力芯片”,認為“它將成為未來計算的三大支柱之一”。一般是包括高性能及可編程的多核 CPU、高性能網絡接口和可編程的加速引擎幾個主要部件。
為什么在 CPU、GPU 之外還需要 DPU 呢?因為大數據和 5G 時代,在 AI、邊緣計算等場景下,網絡數據不僅需要被傳輸(交給 CPU 等處理),還需要整個加工過程更加實時和海量,最好面向具體應用。除了制造獨立的 DPU 芯片,還可以將其設計成網卡(NIC)的一個集成模塊。足夠強大和靈活的網卡可以根據應用需要處理所有網絡中的數據,使得 CPU 得以專注于上層應用的流程控制等方面。
DPU 的發展歷程是和網絡數據規模增長相關的,當 CPU 處理能力的增速(一度由摩爾定律定義)逐漸趕不上網絡帶寬、數據交換的規模增速時,這種需求就更加明顯。將兩個增速做成比值(稱為帶寬性能增速比 RBP),并分析兩者的增速曲線可知,2020 年以來市場突破點的基礎已經較明確的成型(圖表 4 紅圈部分),RBP 從 1 提升到 10 左右,算力的架構變革箭在弦上,隨時會出現爆發機會。