NVIDIA：DPU將成為驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作的引擎

科技圈終于在本周首度揭開 NVIDIA BlueField 數(shù)據(jù)處理器的面紗。這款芯片在去年開辟出 DPU 這個(gè)產(chǎn)品類別，而云端服務(wù)、超級(jí)計(jì)算機(jī)及許多 OEM 業(yè)者與軟件合作伙伴已紛紛開始采用。

 
DOCA 的軟件平臺(tái)有助于快速開發(fā) DPU 上的網(wǎng)絡(luò)、儲(chǔ)存和安全應(yīng)用程序
帶領(lǐng)以色列 BlueField 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的首席架構(gòu)師 Idan Burstein，在 Hot Chips 大會(huì)上介紹 DPU 的架構(gòu)。Hot Chips 每年皆吸引眾多全球頂尖的微處理器設(shè)計(jì)師出席這場(chǎng)年度盛會(huì)。在這場(chǎng)演講中，將發(fā)表一款用于加速現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的芯片引擎，這款引擎中有著一組硬件加速器與通用 Arm 核心，可以加快網(wǎng)絡(luò)、安全性功能及儲(chǔ)存工作的運(yùn)作速度。
這些工作包含虛擬化數(shù)據(jù)中心的硬件，同時(shí)確保網(wǎng)絡(luò)流量的安全和順暢，包括在硬件中加速運(yùn)行數(shù)據(jù)中心基本任務(wù)中不斷增加的作業(yè)負(fù)載，像是：
 安全性方面的 IPsec、TLS、AES-GCM、RegEx 及Public Key Acceleration
 儲(chǔ)存方面的 NVMe-oF、RAID 及 GPUDirect Storagee
 網(wǎng)絡(luò)方面的 RDMA、RoCE、SR-IOV、VXLAN、VirtIO 及 GPUDirect RDMA
 視訊串流及時(shí)間敏感性通訊的卸除

這些作業(yè)負(fù)載的成長(zhǎng)速度已經(jīng)超越摩爾定律，占據(jù)三分之一的服務(wù)器 CPU 運(yùn)行周期。DPU 將這些專用硬件整合起來(lái)，以更高效的方式來(lái)運(yùn)行這些工作，釋放出更多 CPU 核心來(lái)處理數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用。
DPU 在不犧牲裸機(jī)效能的情況下提供虛擬化和先進(jìn)的安全功能，它們的應(yīng)用范疇涵蓋云端運(yùn)算、媒體串流、儲(chǔ)存、邊緣處理和高效能運(yùn)算等多個(gè)領(lǐng)域。
NVIDIA 執(zhí)行長(zhǎng)黃仁勛形容 DPU 為未來(lái)運(yùn)算領(lǐng)域發(fā)展的三大支柱之一。CPU 用于通用運(yùn)算、GPU 用于加速運(yùn)算，而 DPU 則在數(shù)據(jù)中心內(nèi)移動(dòng)數(shù)據(jù)以進(jìn)行處理。
將 DPU 用于數(shù)據(jù)中心及云端環(huán)境
全球已有多個(gè)最大型的云端環(huán)境及一臺(tái) TOP500 排行榜上的超級(jí)計(jì)算機(jī)，采用在 Hot Chips 大會(huì)介紹的架構(gòu)，并與下一代防火墻進(jìn)行整合。多個(gè)頂尖 OEM 推出的系統(tǒng)很快也會(huì)采用這個(gè)架構(gòu)，和來(lái)自超過(guò)十家軟件合作伙伴的支持。
全球多個(gè)云端服務(wù)供貨商正使用或準(zhǔn)備部署 BlueField DPU，以安全配置運(yùn)算實(shí)例。
BlueField 助力超級(jí)計(jì)算機(jī)及防火墻
劍橋大學(xué)利用 DPU 的效率，于今年六月推出了英國(guó)最高速的學(xué)術(shù)研究超級(jí)計(jì)算機(jī)，它在全球最節(jié)能系統(tǒng)的 Green500 排行榜上位居第三。它是全球第一部云端原生超級(jí)計(jì)算機(jī)，研究人員可以在不影響效能的情況下，以保有隱私和安全的方式共享虛擬資源。
所有數(shù)據(jù)中心可以透過(guò) Palo Alto Networks 的 VM-Series 新世代防火墻，獲得 DPU 的安全性功能。BlueField-2 可以加快 VM-Series 新世代防火墻的運(yùn)作速度，檢查過(guò)去無(wú)法檢查的網(wǎng)絡(luò)流量。
DPU 很快就會(huì)現(xiàn)身在華碩 (ASUS)、源訊 (Atos)、戴爾科技 (Dell Technologies)、富士通 (Fujitsu)、技嘉 (GIGABYTE)、新華三 (H3C)、浪潮 (Inspur)、廣達(dá) (Quanta)/ 云達(dá) (QCT) 及 美超威 (Supermicro) 推出的系統(tǒng)中，其中有部分業(yè)者在五月的COMPUTEX 大會(huì)中宣布了相關(guān)計(jì)劃。
NVIDIA 財(cái)務(wù)長(zhǎng) Collette Kress 在五月的財(cái)報(bào)會(huì)議上表示：「世界上的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)芯片都將成為智能網(wǎng)絡(luò)芯片，而這就是所謂的 DPU，它是芯片上的數(shù)據(jù)中心?！顾A(yù)測(cè)日后每臺(tái)服務(wù)器都會(huì)搭載一個(gè) DPU。
以 DPU 驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)近在眼前
Dell’Oro Group 的市場(chǎng)觀察員預(yù)測(cè)，智能網(wǎng)絡(luò)端口的出貨量將增加近一倍，從 2020 年的 440 萬(wàn)上升到 2025 年的 740 萬(wàn)。
NVIDIA 為了迎向這股成長(zhǎng)動(dòng)能，在 GTC 大會(huì)上宣布了接下來(lái)兩代 DPU 的發(fā)展路線圖。明年開始送樣的 BlueField-3，將驅(qū)動(dòng)高達(dá)每秒 400Gbit 的網(wǎng)絡(luò)，并擁有 300 個(gè) x86 核心的運(yùn)算實(shí)力。BlueField-4 在加入 NVIDIA 人工智能 (AI) 運(yùn)算技術(shù)后將能大幅提升效能。
從市場(chǎng)動(dòng)能及本周的 Hot Chips 大會(huì)演講中可以看出，正如 NVIDIA 在 AI 領(lǐng)域的作為一般，如今 NVIDIA 也正引領(lǐng)著加速網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。