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2021年04月09日 | GPU受到追捧，DPU机会如何？
2021-04-09 来源：爱集微
集微网报道 逐利的资本，嗅觉最灵敏。最近，GPGPU在国内受到资本的青睐，大厂精英组团创业，巨额资本蜂拥而至。这背后，正反映出国内GPU市场未来的广阔发展前景。
与GPU一样，另一种新型领域专用处理器DPU正悄然兴起。DPU，是Data Processing Unit的简称，是面向数据中心的专用处理器。与GPU时下的炙手可热不同的是，DPU产品还处于发展初期阶段，但其顺应数据爆发浪潮的特性，已吸引了从半导体巨头到创业公司的广泛关注。
随着全球数据爆炸和人工智能革命的展开，算力增长已满足不了数据增长的需求。据IDC统计，全球算力的需求每3.5个月就会翻一倍，远远超过了当前算力的增长速度。在此驱动下，全球计算、存储和网络基础设施也在发生根本转变，一些复杂的工作负载，在通用的CPU上不能很好的处理，因此，“X”PU芯片便应运而生了，GPU、FPGA等芯片之外，DPU就是下一个“X”PU。
连最大的通用CPU供应商英特尔也不得不接受这一点，英特尔公司一位发言人在最近的第三代至强发布会上表示，“过去一年，英特尔也一直在转型，从一家CPU公司转型为一个XPU平台公司，而‘X’就代表了很多不同的产品，包括FPGA，AI加速芯片等。”
GPU厂商英伟达也持同样观点，在去年宣布推出DPU芯片时，英伟达创始人黄仁勋表示：“数据中心已成为新型计算单元。在现代化、安全的加速数据中心中，DPU 已成为其重要的组成部分。CPU、GPU 和 DPU 的结合，可构成完全可编程的单一 AI 计算单元，提供前所未有的安全性和算力。”
“DPU就是做那些‘CPU做不好，GPU做不了’的计算任务的。”中科院计算所研究员、中科驭数创始人兼CEO鄢贵海告诉集微网，“作为最新发展起来的专用处理器的一个大类，DPU产生的背景是数字智能时代，数据爆发导致的‘端—边—云一体化’趋势带来的对计算延迟、数据安全、资源虚拟化的需求。”
通俗来说，鄢贵海进一步解释道，如果把一台计算机或服务器比作一个团队，CPU相当于这个团队的“大管家”，负责思考并处理各种业务；GPU是“美工”，专攻图像处理；DPU则相当于“前台”，负责打包、拆包“数据包”，提升整个团队的工作效率。
从未来数据中心的强大需求看，DPU有可能成为继CPU和GPU之后的第三颗算力芯片。
不同的DPU方案，生态初显
作为一个新生事物，目前涉足DPU产品的公司还并不多。除了英特尔、博通、Marvell、英伟达等巨头以外，还有一些初创公司Fungible、Pensando、中科驭数等致力开发DPU产品。但每家的DPU产品都不一样。
据鄢贵海介绍，现有的DPU大体上有两种类型：1）以通用众核为基础的同构众核DPU，例如博通的Stingray架构，以多核ARM为核心，以众取胜，可编程性比较好，但是应用的针对性不够，对于特殊算法和应用的支持相对于通用CPU没有优势。2）以专用核为基础，构建异构核阵列。这种结构针对性强，性能好，但牺牲了部分灵活性。现有的最新的产品趋势是二者的折中，而且专用核的比重越来越来大，英伟达最新的BlueField2系列DPU的结构就包括4个ARM核及多个专用加速核区域，Fungible的DPU包含52个MIPS小型通用核，但还包含6个大类的专用核。
“不同于Broadcom、Fungible等国外芯片厂商，中科驭数的DPU将重点放在异构核上，以针对性算法加速为核心，通过KPU架构来组织异构核，而没有采用原来众核为主的架构。”鄢贵海表示，异构核架构能带来更高效的数据处理效率、获得更直接的使用接口，以及更佳的虚拟化支持。最近，中科驭数宣布了其下一颗DPU芯片研发计划，可处理高达200G网络带宽数据，该颗芯片预计将于2021年底流片。
国内创企机会在哪？
在DPU这一全新赛道上，既有着几十年积累的半导体巨头，同时也不乏刚成立几年的新创公司。
DPU产品何时能走上主流应用？国内创企机会在哪？
在鄢贵海看来，现在的DPU所处的状态，有点像上世纪90年代的GPU。当时，随着对图形图像处理的需求，GPU应运而生并逐渐发展到目前的GPGPU，深度学习算法的爆发，又让GPU找到了新的用武之地，伴随着AI浪潮的出现，GPU终于成为了CPU之外另一个重量级数据中心芯片。
现在，DPU也是一样，鄢贵海甚至认为，未来DPU的数量可能会超过GPU。根据Fungible和英伟达的预测，用于数据中心的DPU量级将达到和数据中心服务器等量的级别。服务器每年新增大约千万量级，每台服务器可能没有GPU，但一定会有一颗或者多颗DPU，好比每台服务器都必须配网卡一样。服务器每年新增大约1500万台，每颗DPU如果以1万元计算，这将是千亿量级的市场规模。而且，未来，DPU的市场可能不只局限在服务器端，还会出现在边缘端，例如智能驾驶的V2X场景，以及一些消费级DPU产品，用于在隐私保护等业务上提升终端的用户体验。这将是一个不可估量的发展空间。
同时，中国广阔的市场前景也为国内企业发展提供了独有的优势。“中国拥有世界最强的互联网产业、规模最大的网民和线上生态，数据的大爆发，推动了算力的需求。这些都为国产DPU产品带来很大的发展机遇。”鄢贵海说,“国内创企凭借专注、创新、敢拼能打的势头，并不一定就比不过那些巨头。”
出身于计算机体系结构“国家队”——中科院计算所计算机体系结构国家重点实验室，中科驭数团队凭借在芯片架构领域10多年的技术积累，自主研发了KPU芯片架构，走出了一条不同于国际巨头的DPU开发之路。在金融极速交易、金融风控、极低时延数据库异构加速等场景中的广泛应用，已证明中科驭数DPU产品的优异性能。鄢贵海透露，除了深耕金融领域，2021年中科驭数产品的商业应用还将逐步拓展到混合云、数据中心、电信通信等领域。
如CPU一样，DPU也是一个重设计和应用的产品，生态建设和应用支撑是其能否发展壮大的关键。只有围绕DPU产品的上下游生态建设起来，应用场景丰富落地，DPU才能真正担起下一代重量级算力芯片的重任。
在DPU生态创立之初，国内企业难得的与国外巨头站在了同一起跑线上，如中科驭数这样的新创企业从高端芯片设计入手，以设计作为牵引，以点带面，带动其他环节的兴起，不能不说，国内企业在这一领域拥有着广阔的发展空间。
史海拾趣
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