智东西内参|行业首部DPU白皮书出炉！比肩CPU/GPU的数据时代核芯，巨头纷纷入场

（3）多PCIe接口，多网口的DPU芯片。例如Fungible F1芯片，支持16个双模PCIe控制器，可以配置为Root Complex模式或Endpoint模式，以及8x100G网络接口。通过PCIe Gen3 x8接口可以支撑8个Dual-Socket计算服务器，网络侧提供8x100G带宽的网口。

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未来智能?卡的硬件形态
DPU作为一种新型的专用处理器，随着需求侧的变化，必将在未来计算系统中成为一个重要组成部分，对于支撑下一代数据中心起到至关重要的作用。
5、产业化机遇数据中心作为IT基础设施最重要的组成部分在过去10年成为了各大高端芯片厂商关注的焦点。各大厂商都将原有的产品和技术，用全新的DPU的理念重新封装后，推向了市场
NVIDIA收购Mellanox后，凭借原有的ConnectX系列高速网卡技术，推出其BlueField系列DPU，成为DPU赛道的标杆。作为算法加速芯片头部厂商的Xilinx在2018年还将“数据中心优先（Datacenter First）”作为其全新发展战略。发布了Alveo系列加速卡产品，旨在大幅提升云端和本地数据中心服务器性能。
2019年4月，Xilinx宣布收购Solarflare通信公司，将领先的FPGA、MPSoC和ACAP解决方案与 Solarflare 的超低时延网络接口卡（ NIC ）技术以及应用加速软件相结合，从而实现全新的融合SmartNIC解决方案。Intel 2015年底收购了Xilinx的竞争对手——Altera，在通用处理器的基础上，进一步完善硬件加速能力。
Intel 2021年6月新发布的IPU产品（可以被视为Intel版本的DPU），将FPGA与Xeon D系列处理器集成，成为了DPU赛道有力的竞争者。IPU是具有强化的加速器和以太网连接的高级网络设备，它使用紧密耦合、专用的可编程内核加速和管理基础架构功能。
IPU提供全面的基础架构分载，并可作为运行基础架构应用的主机的控制点，从而提供一层额外防护。几乎同一时间，Marvall发布了OCTEON 10DPU产品，不仅具备强大的转发能力，还具有突出的AI处理能力。
在同一时期，一些传统并不涉足芯片设计的互联网厂商，如海外的Google、Amazon，国内的阿里巴巴等巨头纷纷启动了自研芯片的计划，而且研发重点都是面向数据处理器的高性能专用处理器芯片，希望以此改善云端的服务器的成本结构，提高单位能耗的性能水平。数据研究预测DPU在云计算市场的应用需求最大，且市场规模随着云计算数据中心的迭代而增长，到2025年单中国的市场容量都将达到40亿美元的规模。
二、业界产品概要1、NVIDIA BlueFieldNVIDIA推出的BlueField系列DPU，在支持网络处理、安全和存储功能的同时，实现网络虚拟化、硬件资源池化等基础设施层服务。BlueField DPU既是一个承担高带宽（100Gbs/200Gbs/400Gbs）的网络处理器，同时也是一个独立的嵌入式处理器，它管理着众多加速器引擎，比如加密解密、正则表达式匹配以及存储加速等等。BlueField DPU也可以通过ARM核运行嵌入式Linux系统，处理一定控制面的任务，具有一定的通用能力。
NVIDIA 2020年推出BlueField-2系列 DPU，并计划在2022年推出性能更强的BlueField-3 DPU。

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BlueField 系列DPU
BlueField-2 DPU具有ConnectX-6的网络处理功能，可支持高速以太网（200Gb/s）或 InfiniBand两种接口, 八个ARM核，高带宽DRAM和PCIe交换机，通过高速Mesh网络连接在一起。包含支持网络、存储、加密、流媒体等计算的专用加速器，同时具有面向安全、虚拟化、硬件隔离和远程管理的功能。
BlueField-2X DPU相比于BlueField-2 DPU，增加了对AI功能的支持，融合NVIDIA Ampere 架构的GPU并行处理能力与BlueField-2 DPU的数据处理能力。BlueField-3 DPU是第三代NVIDIA DPU。与BlueField-2 DPU相比，设计支持400Gb/s以太网或NDR InfiniBand网络连接，也可以卸载、加速和隔离软件定义的网络、存储、安全和管理功能，从而提高数据中心的性能、效率和安全性。

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