去年的 GTC 2020 大會上，英偉達（NVIDIA）發布了一款全新的處理器 DPU（Data Processing Unit，數據處理單元），由新型的 DOCA（Data-Center-Infrastructure-On-A-Chip Architecture）軟件架構提供支持。

據媒體報道，近 1 年來，DPU 成為業界追逐的話題，Marvell、Broadcom、VMware 等眾多制造商已加入這一細分賽道。今年 4 月，英偉達發布了新一代 BlueField-3 DPU，以及 DOCA SDK 1.0。

在日前舉辦的媒體溝通會上，英偉達網絡事業部亞太區市場開發高級總監宋慶春對媒體介紹，隨著數據量越來越大，很多通信模型會制約系統性能，傳統的馮?諾依曼架構無法解決由通信模型帶來的網絡擁塞問題，繼續提升數據中心性能成為業界共同面對的挑戰。

以數據為中心的新架構，可以解決這個問題。宋慶春介紹，這一架構意味著數據在哪里，計算就在那里。當數據在 GPU 上，計算就在 GPU 上；當數據在 CPU 上，計算就在 CPU 上；當數據在網絡中傳輸的時候，計算就在網絡中?！靶录軜嬁梢越鉀Q網絡傳輸中多打一通信造成的的性能瓶頸問題或丟包問題，可以使通信延時降低 10 倍以上?！?/p>

而 DPU 的出現，為以數據為中心的計算架構提供了創新思路。宋慶春介紹，之前在以 CPU 為主體的系統里，所有的操作都用 CPU 來做。以 OVS 操作為例，跑在 CPU 上，會消耗很多 CPU 的核，但運行 OVS 的效率非常低。如果將 OVS 放到 DPU 上運行，則可以實現 OVS 和 CPU 業務之間的隔離，降低 OVS 對于業務性能的影響。

目前英偉達已經推出了 BlueField-2 DPU，GTC 2021 上推出的新一代 BlueField-3 DPU，相比上代產品計算能力提升 5 倍、加密處理能力提升 4 倍、存儲性能也提升了 3~4 倍，整體性能得到全面提升。據悉，BlueField-3 預計在明年上半年推向市場。

宋慶春指出，隨著 DPU 的崛起，數據中心成為新的計算單元。這一定會掀起一波數據中心的變革，不管是從單芯片、還是大規模的超級計算機，都可以采用統一的架構，在單芯片上可以有計算、有存儲、有通信，一個數據中心所需的各個單元都有了。而大規模數據中心也是一樣的架構，有計算、存儲、通信等各單元，實現了統一架構的計算單元?！暗搅?BlueField-4 以后，我們將 GPU 集成到 DPU，DPU 就會成為一個完整的芯片級數據中心?！?/p>

在本次媒體溝通會上，國內知名云服務商，UCloud 資深技術專家馬彥青表示，選擇 DPU，是因為遇到了網絡的性能瓶頸，同時期望降低成本。英偉達的 DPU 可以實現 ASAP2 網絡卸載、SNAP/Virtio 存儲卸載、ARM 處理器編排管理、DPI 深度包檢測與加密、IB/RDMA 加速數據傳輸等功能，同時提升網關帶寬和數據安全的優勢，受到 UCloud 的歡迎。

例如在存儲方面，UCloud 過去采取傳統方式，即使用本地盤來做存儲，一旦出現數據丟失的狀況，想恢復是一件非常困難的事情。利用 DPU 和 DOCA 重構 UCloud 的裸金屬存儲架構，系統盤和數據盤都采用 RSSD 云盤，實現了計算和存儲的解耦，這帶來的好處，一是用戶可以免裝機，分鐘級交付；二是不需要定制機型，減少資源浪費；三是發生故障時因為采用了云盤，可以快速遷移，且數據端是三副本，保證數據的安全。

此外，DPU 對于 UCloud 的意義，還在于實現了一張卡來實現虛擬化和裸金屬架構的統一在，這使得 UCloud 可以共用存儲設備、網絡設備、軟件棧，甚至物理網絡也可以做到統一?！斑@是 UCloud 三年前設計裸金屬架構時制定的目標?！瘪R彥青說表示。

宋慶春強調，DPU 生態系統已經得到操作系統、安全、存儲、應用等產業鏈廠商的廣泛支持。英偉達與 UCloud 在兩年前開始合作時，那時還沒有 DOCA，也沒有系統的 DPU API 軟件支持，但基于雙方的共識，UCloud 開發團隊付出了大量努力，在他們的云上實現了軟件定義和硬件加速的高度協作，實踐了 DPU 提升系統性能和安全的能力?！半S著 DOCA 的逐步成熟，雙方合作也會邁向新臺階?！?/p>