DPU這個概念最近一年多才出現的，被英偉達的 Mellanox 帶火，英偉達和邁威爾這個業務的增速都很高，市場也高看一眼。所幸大廠和中小廠商同一起跑線，國內也能參與競爭。老規矩，按照市場最關心的問題，分如下部分:

1、DPU是什么？

2、DPU解決什么問題？

3、DPU市場空間有多大？

4、DPU能不能成為獨立主流芯片？

5、海內外玩家有哪些？

6、最后會不會一家獨大，贏家通吃？

1、DPU是什么

Data Processing Unit，即數據處理器。DPU最直接的作用是作為CPU的卸載引擎，接管網絡虛擬化、硬件資源池化等基礎設施層服務，釋放CPU的算力到上層應用。以網絡協議處理為例，要線速處理10G的網絡需要的大約4個Xeon CPU的核，也就是說，單是做網絡數據包處理，就可以占去一個8核高端CPU一半的算力。Amazon 把這些開銷都稱之為“Datacenter Tax”，DPU就是把“Datacenter Tax”從CPU 上卸去，轉移到一張專門的加速卡上，DPU。

DPU可以成為新的數據網關，將安全隱私提升到一個新的高度，網絡接口一般是網絡加密，解密的重要邊界，所以海內外都有網絡安全公司做DPU的例子。DPU也可以成為存儲的入口，將分布式的存儲和遠程訪問本地化。

DPU誕生之初，就是一顆異構芯片。DPU不是一顆固化的ASIC，在CXL、CCIX等標準組織倡導CPU、GPU與DPU等數據一致性，DPU編程障礙掃清。國內一些互聯網大廠用FPGA的方式開發DPU，海外飛塔這家公司用的ASIC方式，將DPU的性能加到網安組件里面。

上一個硬件圖吧

國內中科馭數的系統架構：

2、DPU解決什么問題

DPU為什么能火？算力荒！DPU解決的主要是帶寬提速之后，CPU算力被占用，進而卡頓的問題。它的角色是在以前網卡的基礎上再升級，不斷寫入功能在里面，自身優化線路，協議等，慢慢成型的一個玩意。IDC的數據顯示，全球數據量在過去10年年均復合增長率接近50%，并進一步預測每四個月對于算力的需求就會翻一倍。與此相對的是CPU性能每年提升3%，巨大的差距面前，加速芯片獨立了。參照下圖：

數據來源：IDC

DPU 的前身，可以延續到智能網卡。早期智能網卡就是一張高速網卡+FPGA芯片擴展，目的也是加速，但這種組合沒有成為絕對主流。這類智能網卡只被當作FPGA加速卡，有FPGA優勢，也繼承了所有FPGA的局限性。當下DPU是對現有的SmartNIC的一個整合，能看到很多以往SmartNIC的影子，但明顯高于之前任何一個SmartNIC的定位.以后DPU可能不限于75W的控制中，會有獨立的供電系統。

DPU可以應用到很多場景，大的就有三個：網絡功能卸載，儲存功能卸載，安全功能卸載。網絡功能卸載是伴隨云計算網絡而產生的，主要是對云計算主機上的虛擬交換機的能力做硬件卸載，從而減少主機上消耗在網絡上的CPU算力，提高可售賣計算資源；儲存功能卸載，NVMe over Fabric是一個相對較新的協議規范，使用NVMe通過網絡結構將主機連接到存儲，支持對數據中心的計算和存儲進行分解。

NVMe-oF協議定義了使用各種通用的輸協議來實現NVMe功能的方式；安全功能卸載，在傳統的網卡上做云平臺虛擬化，Hypervisor以及對應的虛擬化網絡的實現，都是在主機操作系統上實現的。

引入DPU智能網卡之后，將虛擬化網絡的控制平面完全卸載到智能網卡上，與主機操作系統相隔離。即使黑客攻陷了Hypervisor，獲取了主機操作系統的root權限，也無法篡改虛擬化網絡的配置，這樣可以將黑客的攻擊范圍限制在主機操作系統上，不會影響到虛擬化網絡以及其它主機，做到有效隔離。

3、DPU市場空間有多大

按照海外投行的說法，DPU的潛在市場非常巨大，預測到2025年僅中國市場就能達到每年40億美元的規模，估計全球將超過120億美元，但挑戰與機遇并存。IaaS在國內云服務市場占比約60%，支撐了目前最重要的PaaS的容器云技術。未來幾年，我國仍將維持IaaS為主的云計算結構，預計市場占比將逐上升到70%。

4、DPU能不能成為獨立主流芯片

前面說了，DPU是智能網卡演化而來，能不能成為獨立主流芯片，當下技術還在競爭發展中。

前面說了，DPU是智能網卡演化而來，能不能成為獨立主流芯片，當下技術還在競爭發展中。DPU目前主流形態是外掛”CPU和FPGA會封裝到一個芯片中，形成一個奇怪的通過PCIe總線互聯的兩個CPU系統。這個架構非常簡潔，但同時IPU引發了一個架構性的問題，這個架構到底IPU是中心，還是host CPU是中心?”。因為這方面的技術還在猛烈革新中，所以這三顆大芯片最后的架構怎么樣，誰勝出，還要看。但趨勢是直線向上的。

5、海內外玩家有哪些

從技術流派來講，援引賽迪發布的《2021中國DPU行業發展白皮書》內容：DPU方案分為三種：一是以通用眾核處理器為基礎，以多核ARM為核心，以眾取勝，可編程靈活性較好，但是應用針對性不夠，對于特殊算法和應用的支持與通用CPU相比并無太顯著優勢；二是以專用核為基礎的異構核陣列，針對性較強、性能較好，但是犧牲了部分靈活性；第三種路線結合了前二者優勢，即將通用處理器的可編程靈活性與專用的加速引擎相結合，正在成為最新的產品趨勢。

說的有點抽象，用公司來舉例，以英偉達，英特爾為例， 基于GPU + FPGA技術經驗，數據處理**** ； 賽靈思 被認為是智能網卡玩家 ，基礎的技術線路和方案比較接近。 現在一些FPGA+NP等技術源于這里，有人把這類歸于白皮書里的第三類，折中方案。

通信玩家，博通， Marvell****就是這個路子，他們以數據交換，網絡通信起家，他們的解決方案主要**** 基于ARM內核方案。 新玩家 Fungible思科 **出身，更傾向于 網絡技術 ， ARM內核方案。

目前海內外玩家的競爭都集中在服務器網卡， AI加速計算，智能計算和算力的概念聯系上，被上升到計算架構的高度，被一級市場 吹噓到突破摩爾定律。誰知道呢？

具體講講各公司情況，附國內創業公司：

英偉達：NVIDIA收購Mellanox后（intel關注洽談這家很久），在ConnectX系列高速網卡技術基礎上，推出其BlueField系列DPU，DPU定名！Mellanox和intel在阿里項目上歷時十幾個月的PK，累趴對手，成為國內大互聯網廠首個DPU簽約主體。Mellanox以前的產品主要應用在超算，后來技術部門研究可以進入服務器市場。英偉達增速最快的業務就是服務器業務，由于虛擬機和容器（containers）等的流行，應用程序在多臺終端運行，應對數據中心流量爆炸的問題而Mellanox是專家。目前Mellanox的產品在其財報里面數據中心一項，按照最新的電話會議說法，不是受制于產能，增速應該能超過整個數據中心增長。

Xilinx:被AMD收購，早前出了Alveo系列加速卡。

Intel ：2015年底收購了Xilinx的競爭對手——Altera，進一步開發硬件加速能力。2021年6月發布IPU產品（名字不一樣），將FPGA與Xeon D系列處理器集成，成為了DPU賽道有力的競爭者。

Marvall：2021 年發布OCTEON 10 DPU產品，不僅具備強大的轉發能力，還具有突出的AI處理能力。

還有一些參與主體：互聯網廠商，內部也有改善服務器速度的開發自研計劃。Google、Amazon，阿里巴巴等。

注：Fungible成立于2015年，目前擁有約200名員工，總籌資超過3億美元。其他投資者包括Battery Ventures，Mayfield Fund，Redline Capital和Walden Riverwood Ventures。其新資本將用于加速產品開發。

國內的玩家都是初創期，擁有一個大的客戶，或者行業熟悉客戶，打磨自己的DPU產品，因為現在海內外同一起跑線，所以看起各家融資ppt都賊牛逼。

6、最后會不會一家獨大、贏家通吃

目前要解決DPU標準化應用，還存在一定挑戰。由于數據中心本身的復雜性，各大廠商一方面采用COTS組件來構建系統，追求低成本，一方面又設法分層服務化（IaaS，PaaS，SaaS），打造面向不用類型客戶的標準化產品。內容方AWS有Nitro，阿里云有MOC，反正就是五花八門——有的廠商強化IO能力、有的關注路由轉發、有的重視存儲卸載、有的關注安全加密。

至于有沒有贏家通吃，一家獨大，類似CPU，GPU這樣的格局出現，目前暫時看不到，只能說，數據爆發的階段，大家都有碗飯吃。

首先，DPU是一種專用處理器，與通用CPU的發展路徑有所不同。專用計算重點放在數據平面，而通用計算重點放在控制平面。作為專用處理器，DPU的功能是收斂的，不用太多考慮多元化，代際兼容等問題。典型的“先垂直深耕，再水平擴展”的路徑，所以在初期，會有針對不同領域，不同類型甲方的異構產品出現。

需求不同，產品就容易碎片化，例如各大公有云廠商、電信運營商等都有比較完整、也比較封閉的底層架構和應用生態。上層負載不同，必然對底層架構有各異的需求，這也許是目前DPU標準化面臨的最大的挑戰

當然這里的碎應該不是貶義詞，應該指“?！?，畢竟DPU不是一個人人都能進入的賽道。由其專用性，需要長期行業“Knowhow”持續打磨迭代產品，這對于行業內初創公司才有更大的生存空間，大家同一起跑線。DPU當下類似于工業軟件，需要上下游企業，甲方乙方共同來構建良性、開放的生態環境。

傳統的“one-size-fit-all”的ASIC商業模式，通過上量來攤薄芯片研發的巨額NRE成本本身還是有效的。所以專用DPU最終也要謀求“水平擴展”來覆蓋更多的場景，還是要盡可能把各異的需求整合起來，并且適應不同廠商。

也許十年后，在競爭合作中博弈出了滿足各種行業需求的產品，兼顧靈活性與成本。也許十年后的DPU能解決復雜網絡、安全、存儲、虛擬化等方面的問題，真真正正成為舉足輕重的“第三顆大芯片”。