著眼于數據中心的技術發展和演進，DPU 作為通用的數據處理器，它不是對 NIC/SmartNIC 的簡單替代，而是對網絡基礎架構的本質改變。DPU 本身所具有的通用層級化可編程性、低時延網絡、統一管控的特性使得 DPU 正在促進新一代數據中心從架構上實現優化和重構。DPU 作為通用數據處理的基礎部件，將卸載原本運行在CPU、GPU中的通用數據處理任務，釋放CPU、GPU 的算力，支撐 CPU、GPU 發揮更大的效能。 ?

“云計算通用可編程DPU發展白皮書（2023年）”白皮書通過闡明和分析 DPU 發展的過程與現狀，指出哪些 DPU 特性是解決上述核心問題的關鍵點，從而推動 DPU 技術的深入發展，助力實現完整的生態鏈建設和產業落地。 ?

關于DPU技術應用及技術原理，請參看文章“DPU技術原理、算力效率及應用場景解析”和“主流DPU架構實現及技術對比”、“DPU性能基準：測評框架與測試流程介紹（2022）”以及“DPU全球格局，國內5家崛起（2023）”。

? 重點分析了DPU需具備的通用可編程特性和各種應用場景，同時分析了傳統DPU的局限性。近些年，由于業界沒有優異和成熟的商用DPU SoC (System on a chip)方案，各大云廠商只能各自研發基于CPU+FPGA的DPU方案，導致DPU被誤解為是個碎片化的市場，DPU對云計算的作用及潛力沒有被業界正確認識。

在“十四五”規劃明確指出加快推進新型基礎設施建設后，東數西算工程和運營商算力網絡建設如約而至。數字經濟的背后，云計算是最核心的算力底座。在云計算里面，DPU已成為基礎設施最核心的部件之一。 ? 數字經濟時代，云計算不斷滲透進入各行各業。中國移動作為云計算“國家隊”，正在加大投入，全力支持政府與國有企業數字化轉型，降本增效，并為國有數據安全保駕護航。在該白皮書中，云豹智能作為中國移動唯一邀約參編企業，是國內DPU芯片頭部企業，也是國內已知真正能做到高性能通用可編程DPU SoC的芯片公司。該白皮書的聯合發布，代表著中國移動和云豹智能在DPU領域的深度合作，強強聯手，為國家云基礎架構及DPU的發展貢獻力量。

以DPU為中心的數據中心網絡架構 ?

傳統數據中心隨著網絡帶寬逐步從25Gbps向100Gbps、200Gbps、400Gbps乃至更高的帶寬演進，網絡數據處理占用的CPU算力資源也在不斷地增大，甚至會有一半以上會消耗在這些基礎設施的功能上，因此迫切需要一種新型處理器來減少對云主機CPU的消耗。DPU是以數據處理為中心，提供數據中心基礎設施服務的通用處理器，是繼CPU、GPU之后的“第三顆主力芯片”，可以卸載及加速網絡和存儲，同時具備安全和管控等基礎功能，釋放更多的算力資源供客戶使用。在云計算與數據中心場景下，如果需要進一步提升算力與發揮基礎設施效能，譬如動態和彈性地調度算力、網絡和存儲資源，那么DPU是必須的，且是不可替代的。

目前，國內云廠商大部分還是基于CPU+FPGA的DPU解決方案，這些方案在研發投入上擁有一定的時間優勢，但因其功耗過高及性能受到限制，并未達到新一代云計算的要求。另外，由于FPGA基本被國外兩大芯片巨頭壟斷，其高昂的價格也直接導致了產品成本居高不下，影響市場競爭力。

DPU SoC的產品是前者迭代的終極形態，需具備超高的異構芯片技術，通用可編程等特性，連同先進的芯片工藝，才能夠滿足更復雜、更廣泛、更高性能的應用需求。目前，國外芯片巨頭和頭部云服務商都選擇了通用DPU SoC的產品路線，因為相對于CPU+FPGA的方案，DPU SoC 有4到8倍性價比的提升。

各云廠商都在尋找最佳方案來提升各自的利潤和競爭力，因為了解到CPU+FPGA并不是一個長遠能滿足新一代云計算的方案，所以都在期待一款有競爭力、易用及高性價比的DPU SoC出現。

美國的亞馬遜云(AWS)不僅占據全球云計算市場最高份額，而且多年前已最先實現了DPU SoC(AWS稱之為Nitro)商業化的成功部署。AWS在使用自研的DPU SoC后，每年售賣每臺服務器的算力資源可以多獲得幾千美元的收益。AWS擁有幾百萬臺服務器的體量，因此DPU帶來AWS的收益是巨大的。DPU在AWS中的成功應用，受到業內廣泛關注，并吸引了越來越多的芯片巨頭涌入DPU賽道。Nvidia于2020年以69億美元成功收購了業內知名網絡芯片和設備公司Mellanox，通過融合Mellanox的網絡技術，快速面向全球數據中心市場推出BlueField系列的DPU SoC。AMD于2022年以19億美元收購了DPU SoC廠商Pensando。而國內的云廠商也正在尋求從FPGA架構到通用可編程DPU SoC演變的技術方案。

正是在這樣的背景下，中國移動聯合信通院和云豹智能發布了《云計算通用可編程DPU發展白皮書（2023年）》。深度解析了DPU的發展趨勢：通用可編程、低時延網絡、統一資源管理。同時介紹了通用可編程DPU SoC在數據中心、運營商、異構計算等多種不同的應用場景。

國內的數據中心建設中，服務器正在從25G向100G及更高帶寬發展，并且應用部署的復雜度持續增高，不但要支持虛擬機、容器的應用管理部署，也需要支持裸金屬應用。DPU作為數據中心的核心基礎設施部件，要具備靈活的編程能力、數據的高吞吐能力和統一管控的能力，才能滿足當前各種云計算業務和數據中心發展的需求。

根據半導體行業觀察的了解，目前云豹智能是國內已知真正能做到自研高性能DPU SoC的芯片公司，其產品也將是國內第一款通用可編程DPU SoC芯片。不僅提供高達400G的數據吞吐能力，還搭載性能強勁的CPU處理單元并配合多種可編程的數據處理引擎實現層級化可編程能力。根據該白皮書的描述，云豹智能在DPU的多個關鍵領域掌握并引領著多項核心技術：

可編程高性能網絡處理技術

可編程低時延RDMA技術

DDP(Data Direct Path)數據直通技術

安全計算體系

云豹智能DPU SoC支持裸金屬、虛擬機和容器統一運維和管控，提供彈性網絡和存儲、虛擬化管理和安全等一站式解決方案，極大地提升云服務商的服務質量和業務靈活性，降低整體投入，引領數據中心向算網融合持續演進。

中國移動作為支持國家數字經濟的主要云服務商，在這白皮書給出了明確的答案，DPU SoC是云計算的關鍵部件，通用可編程的DPU SoC可以實現對數據中心的算力、網絡和存儲資源的經濟高效卸載和管理。也明確分析了DPU SoC需具備的關鍵特性：層級化可編程性、低時延網絡，統一管控以及適應持續發展的加速卸載，是云廠商推動數據中心向高效率、高擴展、高帶寬、高靈活性發展的重要技術支撐。同時，也是各云廠商正在積極研究及探尋的DPU技術的發展方向。

編輯：黃飛

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