迎接大算力挑戰,DPU如何破局而出?
如果說(shuō)大模型發(fā)展的第一步帶火了GPU,那么放眼下一步發(fā)展,作為數據中心第三顆“主力芯片”的DPU,又將如何與時(shí)俱進(jìn),迎接大算力發(fā)展挑戰?
2024-06-24 08:50:23
來(lái)源:通信世界全媒體 包建羽??

通信世界網(wǎng)消息(CWW)近兩年,大模型發(fā)展突飛猛進(jìn),大算力需求被充分激發(fā),數據中心正經(jīng)歷著(zhù)前所未有的變革。如果說(shuō)大模型發(fā)展的第一步帶火了GPU,那么放眼下一步發(fā)展,作為數據中心第三顆“主力芯片”的DPU,又將如何與時(shí)俱進(jìn),迎接大算力發(fā)展挑戰?

近日,業(yè)界目光再次聚焦于DPU行業(yè)最新進(jìn)展,中科馭數正式發(fā)布國內首顆量產(chǎn)全功能DPU芯片K2 Pro,無(wú)疑為國產(chǎn)DPU發(fā)展注入了一針“強心劑”。

我們知道,產(chǎn)業(yè)發(fā)展有賴(lài)于技術(shù)創(chuàng )新,但衡量創(chuàng )新突破是否合于時(shí)勢,還需要到產(chǎn)品和應用場(chǎng)景中去檢驗,此次中科馭數一系列發(fā)布背后,為DPU行業(yè)帶來(lái)了哪些新思考?已有創(chuàng )新實(shí)踐又能為國產(chǎn)DPU破局提供哪些借鑒?

重新定義DPU,旨在價(jià)值提升

迎接大算力挑戰,算效亟待提升,究其根本還是芯片性能有待提升。作為當下算力基礎設施的核心創(chuàng )新之一,DPU作為數據中心第三大支柱芯片的地位也逐漸凸顯。

就其重要性來(lái)看,DPU與CPU、GPU密不可分。如果把CPU比作大腦、那么GPU就好比是肌肉、而DPU就是神經(jīng)中樞,負責數據在各種CPU和GPU之間高效流通,決定了系統是否能協(xié)同工作。

近年來(lái),DPU的關(guān)鍵性也在行業(yè)實(shí)踐中得到驗證。放眼全球,國外芯片廠(chǎng)商英偉達、英特爾、AMD等都推出了相應的DPU產(chǎn)品。國內市場(chǎng)除了阿里巴巴、華為與騰訊等云計算龍頭發(fā)展符合自身要求的DPU產(chǎn)品線(xiàn)外,其他DPU新興企業(yè)亦蓄勢待發(fā),除中科馭數外,云豹智能、云脈芯聯(lián)等也紛紛入局。

中國工程院院士、清華大學(xué)教授鄭緯民認為,DPU產(chǎn)業(yè)作為國內外競爭的新焦點(diǎn),在未來(lái)數據中心、智算中心等高帶寬、低延遲、高吞吐率產(chǎn)品都將發(fā)揮重要作用,為“東數西算”、算力網(wǎng)絡(luò )等重要新型算力基礎設施建設提供核心組件。

面對當前行業(yè)對于DPU創(chuàng )新,助力算力發(fā)展的期待,中科馭數也試圖通過(guò)技術(shù)與應用的雙重創(chuàng )新來(lái)解答DPU的發(fā)展方向。如何重新定義DPU的價(jià)值,中科馭數創(chuàng )始人、CEO鄢貴海認為,當前已經(jīng)不能僅將DPU視為單一芯片,而是結合行業(yè)需求去重新定義其價(jià)值。

具體來(lái)看,可分為三個(gè)方面,其一即架構決勝,用最先進(jìn)的芯片架構來(lái)重新定義DPU芯片架構。其二為軟件護城,用最高兼容性來(lái)重新定義DPU的軟件系統。其三則是平臺上門(mén),用最低的成本讓客戶(hù)接入DPU規?;渴鹋c業(yè)務(wù)驗證。

此次,中科馭數發(fā)布的第三代DPU芯片K2-Pro即為重新定義DPU之作,專(zhuān)為破解大規模數據中心性能瓶頸而生的高效能數據處理芯片,采用自主研發(fā)的KPU架構,集網(wǎng)絡(luò )、存儲、安全及計算等多業(yè)務(wù)卸載功能于一體,包處理速率翻倍至80Mpps,最高支持200G網(wǎng)絡(luò )帶寬,具備高度可編程性,確保了系統的靈活擴展性,為數據中心的業(yè)務(wù)增長(cháng)和算力擴容提供堅實(shí)基礎。

目前K2-Pro已經(jīng)成功搭載在中科馭數三大產(chǎn)品系列的6款DPU卡產(chǎn)品中,精準支撐細分業(yè)務(wù)場(chǎng)景。鄢貴海預計,2024年K2-Pro的出貨量將累計達1萬(wàn)顆。

“軟硬”合璧,3U一體值得期待

正如上文所提,重新定義GPU,其提供的思路即不能單一地強調架構,與之相對應的要有軟件與平臺支撐,從而推動(dòng)DPU實(shí)踐落地。

針對DPU規模應用需要面對的集群升級遷移成本大周期長(cháng)、學(xué)習門(mén)檻高,大規模使用、部署和運維難度大,安全性與高可用極具挑戰的難關(guān)。發(fā)布會(huì )當天,中科馭數也透露了自身的應對之策,將自研軟件開(kāi)發(fā)平臺HADOS升級到3.0版本。

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據了解,目前,HADOS已突破萬(wàn)卡級別的落地部署,適配了8 款CPU平臺以及10大主流操作系統,成為業(yè)內適配最完全、最具競爭力、在國內實(shí)際落地部署最多的DPU軟件平臺之一。

對標國外基礎開(kāi)發(fā)軟件,HADOS 3.0在高性能云原生網(wǎng)絡(luò ),尤其是微服務(wù)治理、運維管控、仿真模擬、生態(tài)適配、國內安全加解密、以及最重要的人工智能場(chǎng)景下,國產(chǎn)AI和GPU適配均占據了明顯的優(yōu)勢。

與此同時(shí),承接算力時(shí)代需求,深度洞察算力技術(shù)發(fā)展趨勢,中科馭數還推出了基于DPU的馭云高性能云底座來(lái)釋放云端算力。

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馭云解決方案采用“IaaS on DPU”技術(shù)路線(xiàn),依托于DPU的卸載能力,將云計算體系中的基礎設施層面完全下沉,為集群提供網(wǎng)絡(luò )轉發(fā)、存儲服務(wù)、安全防護、管理調度等能力,完成了整個(gè)云計算環(huán)境的構建與運轉,將服務(wù)器側的CPU與GPU算力全部預留給業(yè)務(wù)系統應用,為云計算提供高性能、高吞吐、高安全的算力底座。

值得一提的是,避免對于單一芯片的過(guò)度依賴(lài),更好地協(xié)調平衡性能,3U一體架構也逐漸為行業(yè)認可并落地實(shí)踐。目前,中科馭數在信創(chuàng )園搭建的馭云開(kāi)放平臺,集成了超400臺高性能服務(wù)器,采用創(chuàng )新的3U一體架構,深度融合CPU、GPU與DPU技術(shù),不僅為中科馭數自身的研發(fā)與數字化體系提供強大的算力支撐,還廣泛向用戶(hù)及生態(tài)伙伴開(kāi)放。

瞄準商業(yè)化未來(lái),建強產(chǎn)業(yè)生態(tài)

就行業(yè)應用來(lái)看,目前DPU已經(jīng)可以廣泛應用于超低延遲網(wǎng)絡(luò )、云和數據中心、金融計算、大數據處理、5G邊緣計算、高性能計算等場(chǎng)景。

注重DPU產(chǎn)業(yè)價(jià)值發(fā)揮,中科馭數也在云計算,5G通信、證券基金、銀行等重點(diǎn)場(chǎng)景實(shí)現商用落地。

在云計算領(lǐng)域,中科馭數的DPU產(chǎn)品已經(jīng)在某頭部云計算廠(chǎng)商的云數據中心中落地。實(shí)際應用當中,基于DPU的方案可以大幅縮短裸金屬服務(wù)的交付時(shí)間,實(shí)現虛擬網(wǎng)絡(luò )功能的全面卸載,同時(shí)也可為存算分離相關(guān)的多種存儲技術(shù)提供統一的接口。

在5G通信領(lǐng)域,中科馭數是國內三大運營(yíng)商的硬件合作伙伴,共同探索DPU在5G通信和云計算領(lǐng)域的技術(shù)解決方案。在5G通信網(wǎng)絡(luò )快速發(fā)展的過(guò)程中,算力和網(wǎng)絡(luò )融合發(fā)展需要更加綠色高效的數據處理硬件加速技術(shù),亟待借助DPU提升系統性能。由此可以預見(jiàn),DPU將在高性能數據處理、低延遲數據傳輸、網(wǎng)絡(luò )管理、存儲以及安全等基礎設施底層建設發(fā)揮關(guān)鍵作用。

在證券基金領(lǐng)域,目前,中科馭數的DPU系列產(chǎn)品已經(jīng)在金融證券領(lǐng)域實(shí)現規?;涞?,同時(shí)也是上交所天相實(shí)驗室,以及申萬(wàn)宏源、東證期貨等低時(shí)延實(shí)驗室參與方,助力超過(guò)30家金融機構完成核心超低時(shí)延系統替換,有力保障金融系統的平穩運行。

本著(zhù)生產(chǎn)一代,預研一代的前瞻性布局,據介紹,2025年中科馭數將完成K3芯片的發(fā)布,采用最新KPU架構以及KISA 2.0指令集,集成RISC-V輕量級控制核,處理帶寬將是K2-Pro的四倍,達到800G,延遲低于1微秒,功耗比K2-Pro下降40%。

正所謂獨行快,眾行遠,中科馭數在增強自身作戰能力的同時(shí),也在積極做大“朋友圈”。在軟件方面,中科馭數將逐步向各大開(kāi)源社區開(kāi)源HADOS教育版,同時(shí)推出企業(yè)版HADOS-4.0。

在云平臺方面,中科馭數也將進(jìn)一步擴容——馭云,推出馭云2.0,將DPU的規?;渴?、運維、調優(yōu)可視化、一體化。

從架構、到軟件,再到云平臺,構成了中科馭數在算力基礎設施領(lǐng)域的“芯云計劃”,也展示了其重新定義DPU后的發(fā)展方向。

迎接算力之挑戰,亦借算力之東風(fēng),期待DPU在其新發(fā)展內涵下,為算力乃至新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展帶來(lái)更多驚喜。

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