2023年云计算通用可编程DPU白皮书：机遇、挑战与应用

“云计算通用可编程DPU发展白皮书（2023）由中移（苏州）软件技术有限公司、中国信息通信研究院云计算与大数据研究所和深圳云豹智能有限公司共同发布，详细阐述了DPU在云计算领域的进展、挑战以及应用场景。” 在当前的云计算环境中，数据处理单元（DPU）作为新兴的关键技术，正在逐步改变数据中心的架构。DPU的发展历程可以从传统的网络接口卡（NIC）演进到智能网络接口卡（SmartNIC），再到现在的通用可编程DPU。NIC主要负责网络连接，SmartNIC增加了基本的处理能力，而DPU则进一步扩展了这一概念，集成了更强大的处理能力，可以接管网络、存储和安全等任务，减轻CPU负担。 DPU的现状显示，海外DPU市场已有多家领先企业，如Nvidia的BlueField和Intel的Xeon DPU，它们在数据中心优化方面取得了显著成就。国内DPU市场尽管起步相对较晚，但也在快速发展，众多企业和研究机构正积极参与研发，试图在这一领域取得突破。 DPU的核心特性包括层级化可编程性，它允许在不同层次上进行定制，从通用可编程层到嵌入式引擎可编程层，再到领域特定可编程层，提供了高度的灵活性。此外，DPU还具备低时延网络处理能力，能实现高效的数据传输。统一资源管控是另一个重要特性，它涵盖了计算、网络和存储资源的集中管理和调度，确保资源的高效利用。持续发展的加速卸载能力使DPU能够接手越来越多的计算密集型任务，如网络功能卸载和存储功能卸载。 在应用层面，DPU在云计算中的作用主要体现在以下几个方面： 1. 网络功能卸载：DPU可以处理虚拟交换、虚拟主机接口加速和远程直接内存访问（RDMA）协议的硬件卸载，提升网络性能。 2. 存储功能卸载：DPU支持NVMe-over-Fabric协议卸载和存储接口的硬件加速，提高存储操作的速度和效率。 通过这些应用，DPU在云计算中扮演着日益重要的角色，有助于构建更加高效、灵活和安全的数据中心基础设施。随着技术的不断发展，DPU将在未来云计算领域中发挥更大的作用，推动数据中心的创新和转型。