以“算力”促“新质生产力”：DPU能分几杯羹？_dpp 算法

以“算力”促“新质生产力”：DPU能分几杯羹？ 通信产业网|2024-04-02 17:00:03作者：胡媛来源：通信产业网

【通信产业网讯】（记者 胡媛）随着数据逐渐成为现代经济社会重要的生产要素之一，算力作为将数据转化为数据资产的重要依托，也已经发展成为一种新的生产力。只有加快推动数字信息基础设施智能化发展，筑牢数字底座，形成大规模的算力和存储大量数据，才能打造发展新质生产力的重要基石。

DPU是支撑下一代数据中心的重要基础设施

随着新一代信息技术发展、算力应用场景不断涌现，数据中心需求稳步提升，未来国内数据中心建设将继续加大。根据2023年《中国数据中心产业发展白皮书》,预计至 2025 年“十四五”规划期末，拟实现数据中心机架规模增长至 1400 万架，规模总量翻两倍，总增量投资约7000 亿元。

按服务器规模预计，未来几年云与数据中心领域每年国内服务器出货量将维持在500万台左右，其中DPU渗透率在10%左右，单台服务器可以配置一块到多块DPU板卡，预计每年DPU需求量将在100万片左右。

值得一提的是，随着信息技术的持续发展，数据中心网络带宽从100G迈入400G，甚至将提升至800G或1.6T。然而，作为提供算力的物理载体，受限于通用CPU的结构的冯诺依曼瓶颈、摩尔定律逐渐失效等因素的影响，以CPU为网络核心的数据处理能力难以支持大规模新型数据中心的网络和数据的算力需求。

由此，DPU已经成为继CPU、GPU之后未来数据中心的第三颗主力芯片。DPU提供的高吞吐、低时延、基础设施卸载能力，帮助数据中心完美的规避了“信息孤岛”问题。未来的技术发展趋势将会是高度集成化的片上数据中心的模式（Data Center Infrastructure on a chip），即一个GPU、CPU、DPU共存的时代。

联通研究院曹畅博士曾在2023中国计算机大会上表示，DPU是衔接计算和网络两大领域的重要枢纽，云、网、算协同，通过资源的深度感知与一体化编排，可以实现算力发现和跨域互通，打通数据与计算节点的通路。DPU作为网络和计算的衔接点，可解决数据传输的“最后一米”问题。通过DPU可以实现虚拟化层的全卸载和定制化的业务加速能力，具有更强的可编程能力。

中科驭数筑基算力底座

近日，随着三大电信运营商2023年财报发布，第二曲线收入合计达4063亿元，占服务收入的比重为24.4%，较2022年同期上涨1.9个百分点。算力网络是云服务之后，三大运营商同时发力的第二条新赛道。

财报显示，中国电信2023全年智算新增8.1EFLOPS，达到11.0EFLOPS，增幅279.3%；通算新增1.0EFLOPS，达到4.1EFLOPS，增幅32.3%。中国联通积极构建多级算力供给，完善多级架构，算力中心覆盖国家8大枢纽节点和31省，数据中心机架规模超40万架，完成29省千架资源布局，MEC节点超600个。2023年，中国移动在算力网络方面投资391亿元，智能算力规模达到10.1EFLOPS，同比增长206%，通算能力达8EFLOPS。

中科驭数是国内三大运营商的硬件合作伙伴，共同探索DPU在5G通信和云计算领域的技术解决方案。

在5G通信网络快速发展的过程中，算力和网络融合发展需要更加绿色高效的数据处理硬件加速技术，亟待DPU提升系统性能。DPU将在高性能数据处理、低延迟数据传输、网络管理、存储以及安全等基础设施底层建设发挥关键作用。DPU通过接手CPU不擅长的网络协议处理、数据加解密等数据处理任务，不仅可以提高网络传输效率，而且释放了CPU算力资源。在新型算力DPU的加持下，能够提供灵活高效的硬件加速服务，支持云基础设施层功能卸载，云边协同、云网一体都将逐步实现。

对于未来中国联通研究院与中科驭数的合作，中国联通研究院唐雄燕院长表达了三点期待。一是在谈到未来移动通信研究时，表达了借用DPU技术提供新的高效能硬件加速解决方案的期望。二是认为在引入DPU后，双方可以为联通包括云服务、超算服务等在内的服务体系提供差异化的服务，通过深度融合创新技术为用户提供更灵活、高效的服务。三是积极探索在算网融合技术的研发和推广应用，共建算力网络生态。

中国移动云能力中心刘军卫在2023移动云大会中分享到，中国移动将助力打造国家级自主可控的高性能算力基础设施，通过布局国产化智算生态、共建自主GPU+DPU产业联盟、联创高性能网络技术三大举措，带动国产化智算产业成熟发展，抓住云计算技术定义权，引领云计算市场下一个黄金十年。到2024年，打通DPU、GPU、HPN三大单元，面向大模型场景打造一套全栈自主可控的系统。

中科驭数创始人、CEO鄢贵海表示，当前，DPU作为新型算力基础设施的一股新生力量，在各行各业数据中心的应用也逐步深入。DPU是解决数据中心计算效率低、资源利用率低、安全性低“三低”问题的关键技术。中科驭数正不遗余力地参与并积极推动算力基础设施的发展。

五大核心解决方案解题算力底座革新

发展至今，中科驭数从芯片底层架构，到网络、存储、计算等上层应用系统，已形成深厚的核心技术积累，成长为DPU芯片细分领域内唯一的国家专精特新小巨人企业、国家高新技术企业、北京市知识产权试点单位。

3月29日，中科驭数以“DPU构建高性能云算力底座”为主题的线上技术开放日活动成功举办。在开放日上，中科驭数集中展现了其在低时延网络、云原生网络及智算中心网络三大关键场景下的技术成果与五大核心DPU解决方案，凸显了中科驭数在高性能数据中心建设与云算力基础设施升级中的坚实力量。

云计算方面，中科驭数高性能云原生底座方案为DPU在云计算中落地应用夯实基础，带来物理隔离、业务卸载、硬件加速、业务快速迭代等诸多优势。通过将工作节点的存储、网络、管理等基础设施组件完全卸载到DPU硬件，释放Worker节点的CPU算力资源给到业务系统，帮助集群算效比大幅提升，极大提升了云基础设施的服务效能与稳定性。

针对云原生业务的复杂性和高时效性需求，中科驭数提出了基于DPU的极速服务网格方案，以服务网格化繁为简，有效降低了系统时延，为用户带来了前所未有的极致云原生业务体验。目前，基于DPU的服务网格方案已成功应用于国内某知名证券机构。引入中科驭数方案后，在七层服务治理下，时延降至100-130微秒；在四层流量下仅需40微秒。

在数据安全领域，中科驭数展示了高性能国产密码卸载方案，依托自主研发的加解密引擎，确保安全业务在保证极高效率的同时，实现了自主可控的安全保障。采用此方案，可降低主机CPU利用率至90%以上，确保业务零丢包，提高安全性能，减少客户工作量。

在智算、超算领域，并行文件系统是一种常见且重要的分布式文件存储系统。中科驭数推出的RDMA加速并行文件系统解决方案，采用RDMA网络DPU卡代替传统网卡，将RDMA网络应用与并行文件系统，突破了传统的存算速度瓶颈，解锁了存算之间的高速通道，以更少的计算资源提供更强的网络传输能力。

面对证券期货交易领域对低时延的严苛要求，中科驭数信创低时延网络解决方案凭借异构加速技术的创新应用，实现了自主安全且时延领先的技术突破，在系统层兼容各类国产操作系统，在应用层广泛适配多家业内金融软件厂商的交易系统，从而支撑核心交易业务从底层硬件到上层软件，向全信创平台迁移，同时还能获取媲美非信创的时延性能。

当前，中科驭数专注于DPU芯片的研发设计，基于自研KPU芯片架构率先在国内进行了三代DPU芯片研发。自主研发的国际领先DPU芯片及系列产品，可以广泛应用于超低延迟网络、云和数据中心、金融计算、大数据处理、5G边缘计算、高性能计算等场景，助力算力成为数字时代的新生产力。

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责任编辑：胡媛