【行業】DPU 第三顆主力芯片崛起的新物種(24頁)

DPU(數據處理器,Data Processing Unit),是數據中心第三顆主力芯片。2016 年,DPU 首次由美國公司 Fungible 提出,其主要目標是優化和提升數據中心效能。根據 IDC 統計,全球算力需求平均每 3.5 個月翻一倍,而作為支撐算力的基礎,傳統以 CPU 為中心的 “CPU+xPU”多元化異構計算架構在性能提升上越發乏力。從 CPU 性能與網絡帶寬的過往發展趨勢來看:網絡帶寬 CAGR 從 2010 年前的 30%,提升至當前的 45%;與之相對應的 CPU 性能 CAGR 從 2010 年前的 23%,下降至當前的 3.5%;RBP 指標從 1 附近,上升到 10 以上,CPU 應對網絡帶寬增長帶來的計算需求壓力不斷增大。因此,具備網絡能力,并同時融入通用計算能力,可進行安全與存儲卸載功能的下一代智能網卡 DPU 逢時而生,成為繼 CPU、GPU 之后的第三顆主力芯片,助力數據中心更高效的應對多元化的算力需求。

DPU 具有獨立計算單元,可通過 ASIC/FPGA/SoC 等技術實現。具備獨立計算單元是 DPU 相較于普通網卡的主要特征。DPU 能夠完成特定基礎設施功能操作,如重組加速、安全加速等,帶來顯著性能提升。DPU 上的可編程 ASIC 或 FPGA 單元有可以運行自定義軟件的計算層,可為網絡流量提供服務,并執行特定網絡及數據中心基礎設施功能,為外部網絡和服務器操作系統之間提供了額外安全層,即將安全保障由 ToR 交換機轉移向了 DPU 設備。目前,智能網卡(DPU)有 ASIC、FPGA 和 SoC 三種實現路徑。

CPU:計算生態的底座,主力芯片的基石。CPU(中央處理器)是整個計算設備的大腦,其誕生使得軟件和硬件從此解耦,可以實現更高 IPC 和更高頻率。自上世紀 90 年代以來,CPU 整體性能提升接近 5 萬倍。同時,基于 CPU,軟件也發展出龐大生態,無論是 x86 架構服務器端還是 ARM 架構移動端,都構建起自身豐富的生態系統。CPU 重要應用領域包括 PC 和服務器,每臺 PC 通常有一顆 CPU,而每臺服務器 CPU 數量不定,通常分為一路、雙路、四路及以上服務器;其中,以雙路服務器為主。

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