【中国移动】云计算通用可编程DPU发展白皮书2023.pdf
《云计算通用可编程DPU发展白皮书(2023年)》 总结
本白皮书深入探讨了数据处理单元（DPU）的演进、特性、应用与未来发展。DPU 作为继 CPU 和 GPU 之后的新型计算核心，通过卸载和加速网络、存储、安全等任务，释放 CPU 和 GPU 的算力，成为构建数据中心的关键部件。
**DPU 发展历程**：从传统网卡 NIC 到智能网卡 SmartNIC，再到通用可编程 DPU，经历了硬件卸载能力的不断增强。
**DPU 核心特性**：层级化可编程性（通用、嵌入式引擎、领域可编程）、低时延网络、统一资源管控以及持续加速卸载。这些特性使得 DPU 能够灵活适配不同应用场景需求，并在性能、灵活性之间取得平衡。
**DPU 应用场景**：
* **云计算卸载**：包括网络功能卸载（虚拟交换机、主机接口加速、RDMA 卸载）、存储功能卸载（NVMe-oF 卸载、存储接口加速、存储应用卸载）和 Service Mesh 卸载。
* **统一存储**：DPU 提供虚拟的 virtio-blk 和 NVMe 设备，统一管理多种存储形式，并提供硬件级 QoS 服务。
* **5G/UPF 卸载**：UPF 作为 5GC 的用户面网元，DPU 卸载 UPF-U，降低 CPU 负载，加速网络。
* **零侵入管控**：通过基于信任根的安全启动、分布式防火墙、数据传输安全和存储等，保障数据中心的安全。
* **ChatGPT 训练加速**：DPU 有助于大语言模型训练加速，实现更高性能和效率。
**DPU 行业发展**：
* **国内外 DPU 发展格局**：AWS、Nvidia、Intel、AMD 等厂商积极布局 DPU，国内移动、阿里、云豹智能等也在发力。
* **技术路径**：目前主流技术路径是基于 FPGA 的方案与 DPU SoC 方案，其中 DPU SoC 优势明显。
* **商业化布局**：亚马逊云在 DPU 应用方面已取得显著成功。
* **长期战略规划**：DPU 助力实现 IaaS 全面卸载、硬件加速、多租户数据安全和降低功耗。
**DPU 在算网融合发展中的价值**：DPU 专注于算力资源的卸载与释放，提升网络性能，构建出弹性资源调度平台，对云计算、边缘计算等产业发展起到关键支撑作用。
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