上回我們提到了SmartNIC，以及這種智能網(wǎng)卡對(duì)于數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)究竟起到了何種舉足輕重的作用。然而，在英偉達(dá)于2020年提出DPU（data processing units）數(shù)據(jù)處理單元這一概念后，DPU成了數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)競(jìng)相追逐的新潮流。英特爾也隨即推出了對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品，并將其命名為IPU。DPU成了數(shù)據(jù)中心里除了CPU和GPU之外的第三大處理單元。

通常這些DPU具備高速網(wǎng)絡(luò)連接性，其作用說(shuō)起來(lái)很簡(jiǎn)單，那就是優(yōu)化數(shù)據(jù)中心里數(shù)據(jù)的移動(dòng)，而CPU和GPU則專注于計(jì)算，從而騰出性能用于其他價(jià)值更高的工作。云原生的應(yīng)用使得數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)流量呈現(xiàn)了爆發(fā)式增長(zhǎng)，與此同時(shí)網(wǎng)絡(luò)攻擊的頻率和復(fù)雜度也在不斷提高。早期解決這些問(wèn)題的思路不少，用FPGA、PCIe交換機(jī)或是SmartNIC，然而這些方案其實(shí)并沒(méi)有根絕這些問(wèn)題，比如SmartNIC主要用于網(wǎng)絡(luò)卸載，反倒是DPU帶來(lái)了一線光明，提供了網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和安全棧的全面卸載。

不過(guò)DPU這條賽道，除了英偉達(dá)和英特爾這樣的大廠之外，也有不少初創(chuàng)企業(yè)發(fā)現(xiàn)了機(jī)遇，比如軟銀投資了兩億美元的Fungible，以及由一眾前Cisco工程師們成立的Pensando。

Fungible：800Gbps的含金量

要論DPU最關(guān)鍵的性能，自然還是網(wǎng)絡(luò)連接的速度，而最快的速度還得看Fungible的F1 DPU。Fungible的F1 DPU是業(yè)內(nèi)第一個(gè)800Gbps的DPU，也是FungibleDPU系列的旗艦產(chǎn)品，足以應(yīng)對(duì)目前最嚴(yán)苛的數(shù)據(jù)中心環(huán)境。

F1 DPU / Fungible

在架構(gòu)上，F(xiàn)1 DPU集成了大量的多核處理器，52個(gè)核心均為最新一代的MIPS64 R6內(nèi)核，不僅支持硬件虛擬化也將其分為獨(dú)立的控制單元。F1 DPU采用了雙發(fā)射流水線設(shè)計(jì)，配有64KB的L1 I-cache和80KB的L1 D-Cache，且L1緩存支持緩存之間的數(shù)據(jù)傳輸，總計(jì)片上L2緩存達(dá)到32MB。內(nèi)存方面，F(xiàn)1 DPU除了集成8GB的HBM外，還支持雙通道每通道最高512GB的DDR4內(nèi)存。

利用了獨(dú)特的硬件與軟件結(jié)合設(shè)計(jì)，在不影響數(shù)據(jù)中心計(jì)算能效的前提下，F(xiàn)1 DPU提供了最大的功能靈活性。這使得F1 DPU可以用于高性能密度和低時(shí)延的環(huán)境，比如存儲(chǔ)（NVMe/TCP存儲(chǔ)卸載）、安全、AI/ML（GPU解耦）和數(shù)據(jù)分析服務(wù)器（OLAP、OLTP大數(shù)據(jù)分析引擎）。以存儲(chǔ)為例，在無(wú)需x86 CPU和AFA的存儲(chǔ)系統(tǒng)中，F(xiàn)1 DPU可以做到15M IOPS的表現(xiàn)，而這里的帶寬限制完全是來(lái)自于PCIe本身的帶寬限制。

英偉達(dá)：靈活的命名人

接著我們來(lái)看看“命名人”自己的DPU產(chǎn)品。英偉達(dá)的BlueField2同樣是排名前列的DPU之一，而且在收購(gòu)了Mellanox之后，英偉達(dá)在連接性上的開(kāi)發(fā)實(shí)力更強(qiáng)了。BlueField2結(jié)合了ConnectX-6網(wǎng)絡(luò)適配器和8個(gè)64位的Armv8A72核心，板載16GB/32GB的DDR4內(nèi)存。在連接性上，BlueField2支持雙端口的10/25/50/100 Gb/s，或是單端口的200Gb/s。接口方面，BlueField2既支持16lanePCIe4.0也支持自家的InfiniBand。

單從參數(shù)上來(lái)看，BlueField2不比Fungible的F1 DPU，但BlueField2并非英偉達(dá)的殺手锏，真正的殺手锏是第三代BlueField3。

BlueField3 / 英偉達(dá)

與第二代產(chǎn)品相比，BlueField3可以說(shuō)經(jīng)歷了徹頭徹尾的升級(jí)。1/2/4端口的配置支持到400Gb/s的連接性，這400Gb/s的連接性既可以通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)NDR Infiniband實(shí)現(xiàn)。此外，在計(jì)算規(guī)模上，BlueField3也終于下了大手筆，換成了16核Armv8.2+的A78核心，配以8MB的L2緩存和16MB的LLC系統(tǒng)緩存。

BlueField3的內(nèi)存更是緊跟最新的技術(shù)，直接用到了32 lane的PCIe5.0，集成了兩個(gè)DDR5 5600MT/s的DRAM控制器和16GB的板載DDR5內(nèi)存。盡管在連接性上還是比Fungible的F1 DPU要差一籌，但BlueField3提供了更多的尺寸選項(xiàng)既有HHHL半高半長(zhǎng)也有FHHL全高半長(zhǎng)，英偉達(dá)也提供了M.2和U.2的連接器用于直接連接存儲(chǔ)，這對(duì)于既追求高性能又追求機(jī)房部署靈活性的數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)，明顯更有吸引力。

小結(jié)

從Fungible和英偉達(dá)在各自DPU產(chǎn)品的對(duì)比上來(lái)看，初創(chuàng)企業(yè)與傳統(tǒng)大廠相比未必沒(méi)有一戰(zhàn)之力，這樣后來(lái)者居上的趨勢(shì)在數(shù)據(jù)中心處理器、AI芯片等新產(chǎn)品形態(tài)上屢見(jiàn)不鮮。但追求極致依然在這個(gè)市場(chǎng)站穩(wěn)腳跟的最佳方式，畢竟對(duì)于云服務(wù)廠商的數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)，雖然他們提供了各種等級(jí)的云服務(wù)，但那些企業(yè)級(jí)的服務(wù)才是最大的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。即便他們沒(méi)有實(shí)力自研DPU，在第三方DPU的選擇上也不會(huì)吝嗇的。下一回我們?cè)賮?lái)談?wù)剣?guó)產(chǎn)DPU廠商在這個(gè)賽道上的進(jìn)展。