DPU全稱是 data processing unit，在云計(jì)算技術(shù)和產(chǎn)品里出現(xiàn)時(shí)間也有幾年了，包括AWS的Nitro(注意不是智能網(wǎng)卡ENA，ENA對(duì)應(yīng)的是Mellanox的CX-5等)，不過(guò)大部分云廠商都是用于自己云平臺(tái)上，只是最近NVIDIA CEO Jensen Huang對(duì)其DPU產(chǎn)品BlueField-X的介紹和產(chǎn)品發(fā)布視頻導(dǎo)致了一股討論熱潮。

BlueField-2圖例

那么到底什么是DPU?通過(guò)以下幾點(diǎn)對(duì)DPU即同類型設(shè)備的幾點(diǎn)特征做如下解釋：

1)DPU是一塊完整的板卡，這塊卡有獨(dú)自的CPU，而且不是類似原來(lái)嵌入式設(shè)備的MIPS等性能不高的CPU，通常是ARM等服務(wù)器同類型的CPU;并且這塊卡還有獨(dú)立的內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)卡及可配置GPU等增強(qiáng)設(shè)備，并且有獨(dú)立的BMC和OS，即如果不看物理形態(tài)，完全是一臺(tái)體積小的服務(wù)器;

2)DPU設(shè)備工作時(shí)，是附錄在通用服務(wù)器上作為附屬設(shè)備來(lái)使能，通過(guò)PCI設(shè)備與所屬Host進(jìn)行交互信息;并且在Host OS來(lái)看，DPU設(shè)備是透明的，但是提供的網(wǎng)路、存儲(chǔ)、安全等能力是可見(jiàn)的;

3)DPU設(shè)備的啟動(dòng)/重啟對(duì)所屬Host有依賴，二者的OS相互獨(dú)立但是有控制信息傳遞和數(shù)據(jù)信息的交互(通過(guò)PCI接口);相比智能網(wǎng)卡，完全在所屬主機(jī)Host內(nèi)可視并且可控;

4)如前面提及的，不少人認(rèn)為DPU是智能網(wǎng)卡或智能網(wǎng)卡的增強(qiáng)版，個(gè)人并不這么認(rèn)為;一方面是DPU要比智能網(wǎng)卡的能力全的多(包括有網(wǎng)絡(luò)能力、存儲(chǔ)能力、安全能力等)，再一個(gè)是智能網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)通常是在所在主機(jī)內(nèi)而DPU完全不需要任何驅(qū)動(dòng)，最后DPU有獨(dú)立的CPU和OS而智能網(wǎng)卡僅是驅(qū)動(dòng)設(shè)備;所以DPU是一種全新的軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)備(Software-Defined Infrastructure)，而不是已有網(wǎng)卡設(shè)備的增強(qiáng)版;

通過(guò)上面幾點(diǎn)，我們可以得到DPU可以提供的幾點(diǎn)能力：

1)提供為所屬主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)處理能力、存儲(chǔ)處理能力和安全處理能力，并且這些能力可以使用DPU的OS的軟件棧來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)智能網(wǎng)卡或安全設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)處理能力、存儲(chǔ)處理能力和安全處理能力的硬件卸載，以提升處理性能;比如NVIDIA的BlueField-2就集成了ConnectX-6提供200G的以太網(wǎng)或IB處理能力，并且實(shí)現(xiàn)了虛擬交換機(jī)卸載;

2)DPU類型的設(shè)備所用CPU可以是前面提及的ARM，技術(shù)上講也可以是其他能力匹配的CPU比如X86等，但是產(chǎn)品化要考慮性能、功耗、產(chǎn)品體積、主機(jī)插槽等各方面影響;

3)DPU類型的設(shè)備比如類似AWS的Nitro卡，也可以提供hypervisor的能力，對(duì)BMS和EC2實(shí)例提供一致的產(chǎn)品架構(gòu)和特性能力，這點(diǎn)對(duì)于BMS產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)尤其重要，這里可以參考阿里的神龍相關(guān)說(shuō)明;

4)DPU類型設(shè)備提供了服務(wù)器“異構(gòu)”的生態(tài)自主構(gòu)建能力，比如X86的服務(wù)器上，可能很多比如Mellanox(已被NVIDIA 收購(gòu))的網(wǎng)卡、英偉達(dá)的GPU可以很方便的在X86上通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的PCI標(biāo)準(zhǔn)提供相應(yīng)的能力，而無(wú)需再直接和X86 主板CPU產(chǎn)生關(guān)聯(lián);這就使得其他廠商給服務(wù)器的主機(jī)CPU外圍提供更多能力構(gòu)建的通道，并且不會(huì)和主機(jī)CPU產(chǎn)生綁定和依賴，也同時(shí)“繞開”了主機(jī)CPU廠商設(shè)置的“門檻”。

所以結(jié)合上面的內(nèi)容，我們看下DPU的出現(xiàn)會(huì)給業(yè)界帶來(lái)什么?

1)從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)主機(jī)外面附加DPU設(shè)備使得大化Host資源使用率，這樣通過(guò)DPU的廉價(jià)性使能在比如云計(jì)算場(chǎng)景有更多的主機(jī)CPU可以銷售，也為提供更大規(guī)格單EC2實(shí)例甚至BMS提供了方案，而更多的主機(jī)CPU出售意味著主機(jī)數(shù)沒(méi)有增加而銷售產(chǎn)品數(shù)量增加了;并且使用DPU的智能網(wǎng)卡等硬件卸載提升網(wǎng)絡(luò)能力和存儲(chǔ)能力，以及加解密安全能力;而DPU設(shè)備對(duì)于主機(jī)的透明性，增加了云計(jì)算主機(jī)被入侵后的擴(kuò)散隔離能力;

2)從商業(yè)上講，以DPU對(duì)于NVIDIA為例，NVIDIA產(chǎn)品中網(wǎng)卡、GPU外設(shè)可以不再受Host主板/板載約束，因?yàn)槿缜懊嫠?，DPU設(shè)備通過(guò)PCI標(biāo)準(zhǔn)通信，實(shí)現(xiàn)了CPU算力的逐步搶占，即可以在維持客戶數(shù)據(jù)中心已有X86設(shè)備的基礎(chǔ)上來(lái)疊加NVIDIA的設(shè)備能力，并且逐步蠶食這塊算力市場(chǎng)，從而構(gòu)建NVIDIA在數(shù)據(jù)中心整體能力建設(shè)，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心全NVIDIA的“設(shè)備全棧”目標(biāo);以突破比如intel CPU板載網(wǎng)卡必須是本廠商的限制;

3)從趨勢(shì)上講，DPU設(shè)備對(duì)于主機(jī)Host來(lái)說(shuō)，使得主機(jī)具有了更多“智能化”，雖然原來(lái)服務(wù)器通常有管理職能化(BMC)，但是接口標(biāo)準(zhǔn)性、接口性能、功能豐富度一直存在不足，而DPU設(shè)備對(duì)于數(shù)據(jù)中心硬件設(shè)備的SDN(Network Defined Software)、SDS(Network Defined Storage)之后的SDC(Network Defined Compute)最后一環(huán)提供了一種實(shí)現(xiàn)，相比原來(lái)純虛擬化內(nèi)容的SDC，最終實(shí)現(xiàn)了能力加設(shè)備的智能管控，即前面提及的SDI能力;

4)DPU設(shè)備的出現(xiàn)，解決了數(shù)據(jù)中心服務(wù)器設(shè)備尤其是在云場(chǎng)景下帶來(lái)的一些問(wèn)題，為數(shù)據(jù)中心的智能化又實(shí)現(xiàn)了重要的一環(huán);但是對(duì)于當(dāng)前來(lái)說(shuō)，如果X86服務(wù)器的CPU主機(jī)使用了NVIDIA的DPU之后，導(dǎo)致CPU的板載網(wǎng)卡處于無(wú)用之地，也給整體設(shè)備采購(gòu)成本、采購(gòu)流程帶來(lái)了影響，并且DPU選型需要考慮到市場(chǎng)和客戶因素;

5)從整體運(yùn)行的系統(tǒng)性來(lái)講，原來(lái)單主機(jī)允許的故障范圍，擴(kuò)大到DPU設(shè)備和CPU主機(jī)，二者之一有故障就會(huì)帶來(lái)整體的損壞，可靠性和穩(wěn)定性角度是有下降的，畢竟“沒(méi)有免費(fèi)的午餐”，想獲得收益就得有付出，只是這個(gè)代價(jià)是否是客戶可以接受的。

6)DPU畢竟也屬于一款硬件產(chǎn)品，其研發(fā)不僅包括了CPU，還有網(wǎng)卡、OS等，所以對(duì)于基于DPU進(jìn)行所謂自主和服務(wù)器設(shè)備自身研發(fā)不會(huì)存在太多差異，甚至還有因?yàn)樵O(shè)備體積限制等帶來(lái)更多制造精度的要求，因此DPU的制造可以當(dāng)做服務(wù)器集成來(lái)做，技術(shù)上還是有很多可以從服務(wù)器商借鑒的;也因此，如果說(shuō)一款DPU類型的設(shè)備全是創(chuàng)業(yè)公司自研，那這個(gè)自研說(shuō)法的可信度也自然就值得懷疑;

總之而言，DPU設(shè)備提供了較多的實(shí)用能力，也有NVIDIA等廠商對(duì)產(chǎn)品的定位和市場(chǎng)考慮，但是說(shuō)“數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)”也只能當(dāng)做廠商自己目標(biāo)的宣傳語(yǔ)看待，還沒(méi)到必要的程度;并且從DPU的市場(chǎng)來(lái)看，主要用于云計(jì)算場(chǎng)景，而云計(jì)算大廠商基本都會(huì)有自己自研設(shè)備或設(shè)備合作定制;DPU產(chǎn)品之路，且行且看路，因?yàn)檫@條路真不寬。

文章題目：DPU：“劫機(jī)”服務(wù)器生態(tài)
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