芯啟源新一代智能網(wǎng)卡應(yīng)運(yùn)而生

隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)建設(shè)的加速推進(jìn)，核心引擎已成為“數(shù)據(jù)要素”。數(shù)據(jù)的飛速增長(zhǎng)對(duì)算力提出更高需求，以往算力的實(shí)現(xiàn)依靠CPU、GPU等算力芯片，CPU、GPU算力的提升帶來(lái)應(yīng)用的繼續(xù)爆發(fā)... 但隨著摩爾定律日益趨近極限，CPU性能增長(zhǎng)速度也開(kāi)始減緩。在這樣的循環(huán)中，“第三顆主力芯片”——DPU應(yīng)運(yùn)而生，將數(shù)據(jù)處理邏輯從“計(jì)算為中心”改變至“數(shù)據(jù)為中心”。

本文部分?jǐn)?shù)據(jù)援引于近日5月10日頭豹研究院發(fā)布：《2022年中國(guó)DPU行業(yè)白皮書(shū)》。

01改變基礎(chǔ)架構(gòu)，解決數(shù)據(jù)瓶頸

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代流量大爆發(fā)，以及虛擬化帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度不斷提升，傳統(tǒng)的以算力為核心的架構(gòu)無(wú)法支撐持續(xù)擴(kuò)大的云計(jì)算業(yè)務(wù)?；A(chǔ)架構(gòu)從以計(jì)算為核心過(guò)渡到以數(shù)據(jù)為核心。

在以數(shù)據(jù)為核心的基礎(chǔ)架構(gòu)中，數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)絡(luò)安全功能越來(lái)越多地被下沉到DPU芯片上。DPU 能夠較好地應(yīng)對(duì)流量爆發(fā)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的數(shù)據(jù)處理挑戰(zhàn)。通過(guò)使用DPU的數(shù)據(jù)面卸載、存儲(chǔ)加速、網(wǎng)絡(luò)安全等功能，可以提升數(shù)據(jù)處理能力，釋放業(yè)務(wù)計(jì)算資源，提質(zhì)增效，實(shí)現(xiàn)降本增效。

02多應(yīng)用場(chǎng)景滲透

網(wǎng)絡(luò): 云計(jì)算

我國(guó)擁有較強(qiáng)的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，以及規(guī)模最大的網(wǎng)民和線上生態(tài)。云計(jì)算廠商與大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)是DPU在數(shù)通市場(chǎng)的最大用戶，應(yīng)用場(chǎng)景多集中于防火墻、云安全、云存儲(chǔ)等方面。

云計(jì)算廠商對(duì)DPU的訴求側(cè)重點(diǎn)將集中在計(jì)算速率、可靠性和靈活性等方面，數(shù)據(jù)中心帶寬平均2-3年迭代一次。DPU具備為客戶提供持續(xù)服務(wù)的能力，包括支持用戶數(shù)據(jù)中心帶寬的升級(jí)，支持在原有的硬件架構(gòu)上靈活部署新功能等。

計(jì)算: 5G通信

在通信產(chǎn)業(yè)，在5G關(guān)鍵技術(shù)之一：網(wǎng)絡(luò)虛擬化NFV(Network Functiong Virtulizaiton)的推動(dòng)下，運(yùn)營(yíng)商對(duì)于邊緣計(jì)算開(kāi)放生態(tài)、降本增效、縮減部署周期的訴求愈發(fā)明晰。邊緣計(jì)算是賦能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、時(shí)延、可靠性要求嚴(yán)苛，而DPU硬件加速技術(shù)可有效提升邊緣機(jī)房單位面積算力。

安全: 政企金融

在信創(chuàng)安全領(lǐng)域，DPU能將傳統(tǒng)分散運(yùn)行在內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)的安全策略，統(tǒng)一整合到底層的硬件中執(zhí)行。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)能夠卸載到智能網(wǎng)卡(SmartNIC)進(jìn)行統(tǒng)一防護(hù)和管理，并提供靈活的數(shù)據(jù)路徑監(jiān)控和可視化的流量服務(wù)，實(shí)現(xiàn)從二三層數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴蠈佑脩魯?shù)據(jù)的立體化防護(hù)。DPU獨(dú)特的“超級(jí)鏈接樞紐”角色使其在算力網(wǎng)絡(luò)安全中起著舉足輕重的作用，給算力網(wǎng)絡(luò)安全創(chuàng)造了新的發(fā)展機(jī)遇和模式。

03芯啟源新一代智能網(wǎng)卡應(yīng)運(yùn)而生

2018，芯啟源啟動(dòng)第一代智能網(wǎng)卡(SmartNIC)項(xiàng)目研發(fā)，支持OVS數(shù)據(jù)面卸載;2020年推出芯啟源DPU，采用全可編程DPU芯片，支持豐富的數(shù)據(jù)面、控制面卸載和虛擬化支持。直到今天，芯啟源推出基于NP核心的DPU芯片制作的新一代智能網(wǎng)卡：

高性能

芯啟源新一代智能網(wǎng)卡采用SoC模式進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)，多線程的梳理模式可對(duì)標(biāo)ASIC芯片的數(shù)據(jù)處理能力;

可編程

新一代智能網(wǎng)卡具備靈活高效的可編程能力，支持P4/C語(yǔ)言等高級(jí)編程語(yǔ)言的混合編程能力，幫助客戶實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)面的定制化需求，是業(yè)界唯二，國(guó)內(nèi)唯一一款支持eBPF(XDP)卸載的智能網(wǎng)卡;

釋放CPU算力

在高性能數(shù)據(jù)處理的同時(shí)，具備靈活的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持能力，可卸載3-6層網(wǎng)絡(luò)信令。通過(guò)卸載數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)至DPU智能網(wǎng)卡，可以大大緩解數(shù)據(jù)中心和SDN網(wǎng)絡(luò)對(duì)CPU算力資源的依賴(lài)。

目前，芯啟源已和中國(guó)移動(dòng)合作成立了移動(dòng)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，獲得了中國(guó)移動(dòng)的第一個(gè)智能網(wǎng)卡(SmartNIC)訂單。

04DPU應(yīng)用產(chǎn)品化 開(kāi)放軟件生態(tài)

芯啟源通過(guò)整合網(wǎng)絡(luò)處理器領(lǐng)域全方位的技術(shù)積累，結(jié)合自身產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和業(yè)務(wù)開(kāi)拓能力，實(shí)現(xiàn)了對(duì)DPU領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)品化。同時(shí)芯啟源智能網(wǎng)卡產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)和網(wǎng)卡固件在Github社區(qū)開(kāi)源共享，并且通過(guò)Linux官方社區(qū)定期更新產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)和固件;提供從DPU芯片到上層應(yīng)用的完整DPU生態(tài)系統(tǒng)：DPU芯片基于靈活可編程及Die-To-Die可擴(kuò)展;可編輯固件和抽象出來(lái)的眾多服務(wù)單元，都以API的方式開(kāi)放給開(kāi)發(fā)者，以快速滿足不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景下不斷變化的業(yè)務(wù)需求。

05全場(chǎng)景覆蓋：芯啟源將步入2.0階段

據(jù)頭豹研究院近日發(fā)布的《2022年中國(guó)DPU白皮書(shū)》顯示，根據(jù)中國(guó)DPU市場(chǎng)趨勢(shì)數(shù)據(jù)測(cè)算，2021-2023年數(shù)據(jù)中心用DPU正逐步放量，2024-2026則將逐步滲透智能駕駛，人工智能，元宇宙等應(yīng)用領(lǐng)域。而中國(guó)DPU市場(chǎng)規(guī)模在2026年或?qū)⑦_(dá)近1,095.3億元。

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)、科技高速發(fā)展的背景下，高性能計(jì)算、5G、云原生、網(wǎng)絡(luò)安全、邊緣云等DPU典型適配場(chǎng)景發(fā)展迅猛。芯啟源已具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的DPU芯片，且兼具了FPGA高效、靈活可編程和專(zhuān)用處理器芯片(ASIC)低成本、低功耗的優(yōu)勢(shì)，已適用于如標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡，智能網(wǎng)卡，路由器，智能交換機(jī)，防火墻，負(fù)載均衡，IPS/IDS，O-RAN，SD-WAN等多種產(chǎn)品形態(tài)及解決方案。

因DPU具備卸載網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、安全與管理等功能，可覆蓋應(yīng)用領(lǐng)域廣泛?；贒PU芯片對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、 交換、 存儲(chǔ)、信息安全管理的功能優(yōu)勢(shì)，芯啟源將逐步開(kāi)始向智能駕駛、人工智能、元宇宙等應(yīng)用領(lǐng)域滲透。未來(lái)芯啟源也將逐步在中國(guó)設(shè)立DPU線上開(kāi)發(fā)中心，聯(lián)合社區(qū)、高校、研究機(jī)構(gòu)等，向廣大開(kāi)發(fā)者提供全面的技術(shù)支持，以便開(kāi)發(fā)者快速開(kāi)發(fā)出更適合中國(guó)應(yīng)用場(chǎng)景的服務(wù)單元或者API。

原文標(biāo)題：“第三顆主力芯片”為何成當(dāng)今硬通貨，芯啟源給出答題思路

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