什么是DPU?其在数据中心及边缘云上应用现状如何?

智能计算芯世界 2021-10-15 00:00



通过收购,NVIDIA 进入数据处理单元 (DPU) 市场将近一年,DPU 是部署在数据中心以加速工作负载的芯片这家芯片制造商宣布了一系列令人印象深刻的合作伙伴和客户,他们要么将其 BlueField-2 DPU 集成到他们的基础设施中,要么承诺为他们提供支持。


国内DPU最新进展及应用,请参考文章:DPU技术趋势和应用


在短短一年的时间里,英伟达 DPU 的采用似乎取得了显著进展,使该公司走上了充分利用可能价值数十亿美元的市场的道路。让我们看看 BlueField DPU 如何从长远来看增强 Nvidia 的数据中心业务。


DPU机会有多大?


据第三方估计,到 2027 年,全球数据中心加速器市场价值可能达到 530 亿美元,而去年仅为 42 亿美元,复合年增长率 (CAGR) 接近 44%。图形处理单元 (GPU) 和现场可编程门阵列 (FPGA) 预计将占据整个数据中心加速器市场近 390 亿美元的份额,这意味着 DPU 和中央处理单元 (CPU) 可能会争夺剩余的机会。

Nvidia公司已经统治称雄数据中心的GPU市场,并拥有设计,输入CPU的空间,以提高其可寻址的机会。该公司在 DPU 方面的进展表明它有望进入另一个快速增长的利基市场。


网络安全专家Palo Alto Networks是最新一家选择 Nvidia 的 DPU 来加速其产品的公司。Palo Alto 将使用 BlueField-2 芯片实现其虚拟下一代防火墙的 5 倍加速,与在 CPU 上运行的传统系统相比,使客户能够节省 150% 的资本支出。这场胜利可能为 Nvidia 开辟另一个有吸引力的机会,因为根据第三方的估计,虚拟下一代防火墙市场的复合年增长率预计为 11.9%。


Nvidia 投资者也不应该忘记 BlueField-2 DPU 已经部署在公司的 AI-on-5G 平台中,以利用数十亿美元的机会。Nvidia 首席财务官 Colette Kress 在5 月的财报电话会议上解释了 DPU 如何帮助它在多个垂直领域挖掘 AI(人工智能)和 5G 的交叉点:

5G 平台上的人工智能利用了 Nvidia Aerial 软件,并结合了我们的 GPU 和 DPU 的 Nvidia Bluefield-2 A100 融合卡。我们正在与富士通、谷歌云、Mavenir、Radisys 和 Wind River 合作开发基于 5G 平台人工智能的解决方案,以加快智慧城市和工厂、先进医院和智能商店的创建。


值得注意的是,越来越多的服务器原始设备制造商 (OEM) 正在将 BlueField-2 DPU 添加到他们的系统中。今年 5 月,英伟达宣布华硕、戴尔科技和Supermicro等公司将在今年发布基于 BlueField-2 的系统。看到更多服务器 OEM 加入 DPU 潮流并不奇怪,因为据报道该芯片可以将服务器的性能提高 30%。


NVIDIA 正在挑战极限


Nvidia 正在推动 DPU 开发的极限,因为它们在多样化和利润丰厚的利基市场中具有潜在的应用,以及它们使数据中心更快的能力。该公司将于 2022 年第一季度开始对 BlueField-3 DPU 进行送样。

英伟达表示,BlueField-3 拥有相当于数据中心 拥有300 个 内核的CPU的功率,远高于 BlueField-2 匹配 125 个 CPU 内核的能力。该公司声称 BlueField-3“具有 10 倍于上一代的加速计算能力,具有 16 个 Arm A78 内核和 4 倍的加密加速。”

由于其承诺的令人印象深刻的性能提升,该芯片可以迅速获得客户的青睐。NVIDIA 指出,BlueField-3 已经获得了众多混合云平台合作伙伴的支持,例如VMWare、Red Hat 和 Canonical。

所有这些都表明 NVIDIA 在其 DPU 项目中正朝着正确的方向前进。这对公司的数据中心业务来说是个好兆头,该业务最近几个季度一直火爆。数据中心业务第一季度收入同比增长 79%,达到 20.4 亿美元。由于数据中心和视频游戏领域的出色表现,它占英伟达季度总收入 56.6 亿美元的 36%,同比增长 84%。


英伟达现在有一个三芯片战略来攻击数据中心加速器的机会——GPU、CPU 和 DPU——而且我们已经看到从长远来看这个市场会变得有多大。因此,从长远来看,数据中心市场可能仍然是英伟达的主要催化剂,并帮助其保持其作为增长最快半导体股票的地位。

DPU究竟是什么?


DPU是一款由新型 DOCA(Data Center Infrastructure On A Chip Architecture)架构支持的处理器产品。其可实现具有突破性的网络、存储和安全性能。其中,DOCA 架构是一款全新的数据中心 IOC(Infrastructure On A Chip基础架构级芯片)架构。


DPU究竟是什么,下面通过DPU数据中心级处理器架构总览、在安全、存储和云场景的应用,以及DPU的应用案例分享和DPU 的未来发展路线等进行介绍。


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网络计算及DPU在数据中心和边缘应用

英伟达DPU集数据中心于芯片


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