電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）OpenAI旗下的智能聊天機(jī)器人程序ChatGPT自去年年末發(fā)布后，在全球范圍內(nèi)掀起了人工智能熱潮，熱度持續(xù)至今。ChatGPT超出人們預(yù)期的智能化表現(xiàn)也帶火了相關(guān)人工智能產(chǎn)業(yè)鏈。

ChatGPT的GPT，本質(zhì)是生成型預(yù)訓(xùn)練變換模型，這種AI模型經(jīng)過海量的數(shù)據(jù)訓(xùn)練，才有了高質(zhì)量的內(nèi)容輸出。ChatGPT的出現(xiàn)，離不開背后龐大的基礎(chǔ)算力做支持。高度依賴AI計(jì)算能力的ChatGPT也推高了算力需求。

爆火的ChatGPT，高算力需求推動DPU發(fā)展

隨著眾多國內(nèi)外廠商入局智能聊天機(jī)器人行業(yè)的競爭，可以預(yù)見市場上類似于ChatGPT的機(jī)器人程序會如雨后春筍一般冒出來，而全球?qū)τ谒懔Φ男枨笠矊㈦S著此類技術(shù)應(yīng)用的鋪開出現(xiàn)快速的增長。

數(shù)據(jù)處理芯片DPU，被認(rèn)為是繼 CPU 和 GPU 之后的 “第三顆主力芯片”。DPU是最近幾年發(fā)展起來的專用處理器大類，是繼CPU、GPU之后數(shù)據(jù)中心場景中重要的算力芯片，能夠?yàn)楦邘?、低延遲、數(shù)據(jù)密集的計(jì)算場景提供計(jì)算引擎，是未來處理超算流量和安全網(wǎng)絡(luò)存儲的核心硬件。

DPU市場現(xiàn)在處于百家爭鳴的早期發(fā)展階段，各廠商給出的定義有略有不同，這里選擇市場上比較主流的英偉達(dá)給出的定義，“DPU是集數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)于芯片的通用處理器，結(jié)合了標(biāo)準(zhǔn)的、高性能及軟件可編程的多核CPU，與其它的SoC組件密切配合。同時(shí)結(jié)合了高性能網(wǎng)絡(luò)接口，能以線速或網(wǎng)絡(luò)中的可用速度解析、處理數(shù)據(jù)，并高效地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾PU和CPU”。

相比于CPU和GPU典型的馮諾依曼架構(gòu)，基于數(shù)據(jù)流驅(qū)動技術(shù)的DPU采用的是非馮諾依曼架構(gòu)，不需要結(jié)束一階段的計(jì)算任務(wù)后將數(shù)據(jù)輸送到外部的DDR計(jì)數(shù)器存儲，而是可以利用軟件可動態(tài)重構(gòu)處理器CGRA技術(shù)，合理分配和使用算力的同時(shí)，節(jié)約數(shù)據(jù)存儲和傳輸帶寬。當(dāng)CPU算力達(dá)到瓶頸，DPU能夠幫助CPU卸載低效應(yīng)用的算力，當(dāng)GPU專注數(shù)據(jù)加速計(jì)算，DPU可以幫助進(jìn)行數(shù)據(jù)解析和處理提高數(shù)據(jù)接發(fā)效率。

在ChatGPT高算力需求的推動下，DPU開始進(jìn)入發(fā)展快車道。

DPU市場將迎來爆發(fā)式增長，國產(chǎn)DPU蓄勢待發(fā)

根據(jù)據(jù)賽迪顧問《中國DPU行業(yè)發(fā)展白皮書》對全球以及中國DPU市場的統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)到2025年全球DPU產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將超過245.3億美元，復(fù)合增速達(dá)51.73%。而中國市場預(yù)計(jì)到2025年DPU產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過565.9億元，復(fù)合增速達(dá)170.6%。

白皮書中特別提到，中國DPU市場在2022-2023年將會有爆發(fā)式的增長，而全球市場的爆發(fā)式增長階段將會出現(xiàn)在2023-2024年。

DPU在行業(yè)內(nèi)其實(shí)早已有了雛形，早在2013年，Amazon就研發(fā)過一款名為Nitro的輕量化Hypervisor配合定制化硬件，能將虛擬機(jī)的計(jì)算和 I/O子系統(tǒng)分離開來。直到2020年英偉達(dá)將基于Mellanox的Smart NIC命名為DPU并將其定位為繼CPU和GPU之后數(shù)據(jù)中心的“第三顆主力芯片”，才算真正走到大家眼前被重視起來并掀起行業(yè)熱潮。

根據(jù)賽迪顧問《中國DPU行業(yè)發(fā)展白皮書》中的數(shù)據(jù)，2020年國內(nèi)的DPU市場僅有3.9億元。而到了2021年，國內(nèi)市場規(guī)模迅速發(fā)展到75.3億元，可見這一賽道的火熱。

從目前入局的廠商來看，英偉達(dá)、Intel、AMD、Marvell、Broadcom、Amazon、Microsoft等國際廠商在近年來都有DPU或相似架構(gòu)產(chǎn)品發(fā)布，入局早具備一定的先發(fā)優(yōu)勢，在底層能力上無疑要領(lǐng)先國內(nèi)廠商。

國內(nèi)華為，阿里等老牌廠商也在近幾年針對服務(wù)器需求自研DPU，主要功能偏向于數(shù)據(jù)，存儲與安全方面。同時(shí)國內(nèi)還有一批初創(chuàng)企業(yè)加入了DPU賽道，如云豹智能、星云智聯(lián)、芯啟源、云脈芯聯(lián)、中科馭數(shù)、大禹智芯等。

主要DPU廠商動態(tài)

英偉達(dá)：先進(jìn)BlueField系列占據(jù)行業(yè)高點(diǎn)

在全球DPU市場，英偉達(dá)占據(jù)了超半數(shù)市場份額。目前英偉達(dá)的BlueField系列DPU已經(jīng)發(fā)展至第三代，BlueField-3 是首款以線速處理軟件定義網(wǎng)絡(luò)、存儲和網(wǎng)絡(luò)安全的 DPU，速度可達(dá)400 Gb/s。BlueField-3可以搭載最多16個(gè)Armv8.2+ A78 Hercules核心，包含220億個(gè)晶體管，擁有16GB板載DDR5顯存，能夠在I/O路徑中提供強(qiáng)大的計(jì)算能力和多種可編程加速引擎。相比BlueField-2系列8 顆ARM A72 CPU 內(nèi)核，處理性能提升了近10倍。

而BlueField-4根據(jù)英偉達(dá)官方消息，有望在2024年推出。除此之外，英偉達(dá)還將DPU與 Ampere架構(gòu)的強(qiáng)大功能結(jié)合成融合加速器，進(jìn)一步為AI驅(qū)動的工作負(fù)載帶來出色的性能和強(qiáng)大的安全性。

英特爾：預(yù)計(jì)2024年推出400G IPU，2025年推出800G IPU

英特爾的IPU被業(yè)界視為英特爾版本的DPU，同樣可以加速網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，釋放CPU內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序性能的提升。E2000是目前英特爾處理性能最高的IPU，是英特爾利用從多代FPGA SmartNIC 中積累的經(jīng)驗(yàn)和谷歌共同設(shè)計(jì)的，擁有多達(dá)16個(gè)Arm Neoverse N1核心，具備高度可編程性的數(shù)據(jù)包處理引擎。

從去年Intel Vision 2022大會上公布的最新的IPU路線圖來看，2024年400 Gbps IPU有望面世，800G IPU則定在2025年。

芯啟源：布局下一代7nm以下DPU產(chǎn)品

芯啟源是目前國內(nèi)唯一一家能夠提供基于SoC架構(gòu)的國產(chǎn)化25G智能網(wǎng)卡的供應(yīng)商，已經(jīng)推出了量產(chǎn)的DPU芯片4000及3800系列產(chǎn)品，并且已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地。芯啟源的下一個(gè)布局是7000系列DPU，根據(jù)相關(guān)信息，下一代DPU芯片將采用7nm以下工藝，能達(dá)到400G的吞吐量，具有600Mpps，RDMA/RoCEv2，國密SM3/SM4等的功能及性能。

星云智聯(lián)：實(shí)力強(qiáng)勁的國內(nèi)初創(chuàng)DPU芯片公司

星云智聯(lián)是一家專注于數(shù)據(jù)中心通信互聯(lián)架構(gòu)、DPU芯片和解決方案研發(fā)的國內(nèi)初創(chuàng)公司，其自主研發(fā)的NebulaX D1055AS是一款50G DPU芯片。NebulaX D1055AS在高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)上，以純硬件方式實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)流處理，以獲得高吞吐量和低延時(shí)性能，在國內(nèi)DPU賽道上有著強(qiáng)勁的實(shí)力。

云豹智能：DPU SoC有望今年量產(chǎn)

云豹智能主張軟件定義芯片，此前發(fā)布過基于FPGA版本的DPU云霄，在可編程性上非常靈活。目前云豹智能的第一款DPU SoC正在設(shè)計(jì)研發(fā)階段，根據(jù)相關(guān)消息，該DPU SoC有望在今年量產(chǎn)。

中科馭數(shù)：基于自研KPU架構(gòu)布局DPU

中科馭數(shù)的KPU架構(gòu)是基于中科馭數(shù)首創(chuàng)的軟件定義加速器技術(shù)路線而研發(fā)的領(lǐng)域?qū)Ｓ眉夹g(shù)芯片架構(gòu)，并基于該架構(gòu)打造了首個(gè)擁有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫一體化加速功能的DPU芯片，能提供高效能的算力支撐。在目前的產(chǎn)品進(jìn)度上，根據(jù)相關(guān)報(bào)道，第三代12nm 400G DPU芯片的研發(fā)迭代已近尾聲。

寫在最后

DPU的誕生就是為了應(yīng)對數(shù)據(jù)量以及計(jì)算復(fù)雜性的指數(shù)級增長，在ChatGPT將算力需求再推上一個(gè)新臺階后，DPU有力支撐起了算力效率的提升，在原本火熱的市場里又一次加快了發(fā)展速度。