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數據中心被稱為第三主芯片，DPU憑什么？

（2024年11月23日更新）

自2021年10月以來，中國科學院計算所已向全行業發布了《專用數據處理器》（DPU）技術白皮書和專用數據處理器（DPU）兩份白皮書全面解釋了性能基準評價方法和實現，DPU為什么它被定義為數據中心開發的顛覆性技術？

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在DPU白皮書闡述了性能基準評價DPU評估和實現網絡、存儲、計算和信息安全的方法DPU釋放潛力的四個領域正是數據中心的關鍵環節。因此，DPU、CPU、GPU被稱為算力經濟時代的三駕馬車，DPU成為數據中心領域的第三主芯片。此外，智能駕駛、數據通信、網絡安全等DPU目標應用領域。據賽迪網估計，自2023年以來，全球已開始DPU隨后的年增長率將超過50%，市場規模將超過100億美元。

圖源：賽迪網

這就是為什么英偉達CEO黃仁勛發布了該公司的DPU這只是產品的這只是一個開始。目前，英偉達等工業巨頭不僅密切關注DPU井芯微電子等初創企業也脫穎而出，展現出非凡的技術實力，產品得到了業界的認可。

DPU是什么？

要想知道DPU為什么熱，首先要搞清楚，DPU到底是什么？

DPU英文全稱Data Processing Unit，直譯是數據處理單元，也被一些從業者稱為數據中心處理器。 DPU以數據為中心，核心作用是加速數據處理，幫助系統解決CPU處理效率低，GPU無法處理的負載。

根據DPU技術白皮書，DPU數據和傳統的處理DSP、基帶處理器等處理器處理的信號GPU圖形圖像類數據處理不同，DPU處理的數據更接近底層架構和數字信息，特別是大型結構化表格、網絡流中的數據包、大量文本等各種定時和結構化數據。

井芯微于2020年在天津經濟開發區成立，專注于新計算、新網絡、新安全等創新軌道，為黨政軍、金融、能源、交通、電力、電信等重點行業的目標客戶帶來領先地位DPU產品及技術服務。

根據DPU技術白皮書，DPU架構有三個核心部件，即控制平面，IO子系統和數據平面。在IO在子系統方面，井芯微提供RapidIO嵌入式系統互連、軟件定義互連交換等原創技術已成功開發RapidIO交換芯片NRS1800軟件定義交換芯片SDI3210內生安全交換芯片ESW5610、橋接芯片PRB0400等系統IO產品。

在數據平面上，井芯微已經發布了集成AI發動機網絡處理智能芯片井芯2820主要卸載云計算、數據中心網絡應用及相關任務，提供智能網絡監控管理能力。處理網絡數據包是DPU第一個發力場景是網絡計算能力模式為CPU 卸載，因此DPU也常被視為SmartNIC (智能網卡)升級版，但我們都知道DPU潛力不止于此。

井芯2820實現了2-7層的報紙分析和加速云計算、工業互聯網等關鍵應用的能力。同時，該芯片具有可升級和擴展的能力，能夠滿足快速變化的大數據處理和延遲敏感應用的要求，并具有快速部署的能力。

井芯2820支持三大應用場景：

在標準網卡模式下，芯片在標準網卡模式下工作，可配置為2*100GE標準網卡、4*10GE網卡、2*25GE或者2*10GE最大支持16的網卡*PCIE4.支持多虛擬機SR-IOV數據傳輸。軟件通過標準linux網卡驅動訪問網絡接口卡。

在智能網卡模式下，CPU和AI在智能卸載模式下，引擎參與數據處理，芯片工作。數據報告通過兩種路徑發送，一種是控制路徑，相關協議報告，控制報告轉發到CPU核用于各種協議控制面，如RDMA，OVS等待處理；一是數據路徑，用于處理報紙包裝/解封裝、數據處理加速等。AI對輸入數據進行實時提取和分析，檢測和識別數據流量是否存在惡意攻擊，并進行報告和報警。

在獨立主控模式下，井芯微網絡處理智能芯片可以獨立工作，成為具有獨立主控模式的人AI網絡主控發動機CPU芯片。PCIE工作在RC可外接各種外設，如24口/48口千兆交換芯片，SRIO交換芯片等。CPU運行獨立的linux操作系統和網絡協議的操作系統和網絡協議棧。

這顆雙100G智能芯片智能芯片的推出代表了當地企業DPU領域發展邁出了關鍵一步。IRISO代理井芯微將繼續關注軟件定義、內生安全和類腦計算三個戰略方向DPU產品的快速迭代為推進國家新基礎設施戰略做出了貢獻。