DPU是什么？应用场景和优势在哪？

只看该作者 · 2024-2-29 17:05

DPU，全称为数据处理单元，是一种可编程处理器，旨在高效处理数据中心大规模的以数据为中心的工作负载，例如数据传输、缩减、安全、压缩、分析和加密，降低CPU的利用率，满足网络专用计算需求，适用于服务器量多、对数据传输速率要求严苛的场景。相比传统以CPU为中心的架构，以数据为中心的新架构DPU在解决网络传输中的瓶颈问题或者丢包问题时，典型通信延时可以从30-40微秒降低到3-4微秒，有10倍的性能提升。主要优势如下：
1）提高处理能力：DPU从CPU卸载网络和通信工作负载，释放CPU来处理其他任务；
2）处理复杂任务：DPU旨在处理支持云环境的大型数据中心或驱动人工智能、深度学习算法、其他数据密集型应用的超级计算机中的数据密集型工作负载；
3）适应数据中心不断增长的需求：随着数据中心需求的增长和变得更加密集，DPU可以进行扩展，以适应不断增加的工作量和复杂性。此外，DPU可以添加到现有的硬件基础设施中，从而实现灵活且适应性强的数据中心架构；
4）可靠性和可用性有了提高：DPU可以通过冗余和高可用性等特性提供更高的可靠性，确保在硬件故障时关键数据处理任务的连续性；
5）降低成本：DPU可以通过从CPU卸载处理任务和处理复杂任务，来降低与管理数据中心相关的总体硬件成本，从而需要更少的硬件组件。
DPU技术门槛：高速网络技术，数据面转发技术，网络可编程技术，DPU软件生态

发展现状：本土企业DPU商用化不足，在性能上以及可靠性上都无法满足当代云计算厂商的需求。速向100Gbps发展。数据中心算力提升遭遇瓶颈，难以匹配快速增长的网络传输速率，激发DPU需求。此外，CPU相对更适合处理串行的复杂指令操作，对大量并行的固定模式计算并不适用，例如网络传输的协议栈（TCP/IP）等。从目前看，DPU芯片的智能网卡可以节约CPU芯片30-40%的算力，而未来，预估其可节约的算力仍有较大提升空间。其直接的作用，就是节能、减排、网络安全。但其更重要的价值，在于面对国家CPU芯片算力不够时，帮助CPU芯片算力渡险的战略价值。