DPU被視為僅次于CPU、GPU的第三顆大芯片,，負責處理“CPU做不好,，GPU做不了”的數(shù)據(jù)任務，預計全球DPU市場將在2023-2024年迎來爆發(fā)式增長,。

　　繼AI芯片后,，DPU（數(shù)據(jù)處理器）成半導體的新熱點。

　　全球芯片巨頭英偉達,、英特爾先后下場,，國內(nèi)涌現(xiàn)了中科馭數(shù)、云豹智能,、大禹智芯,、云脈芯聯(lián)、星云智聯(lián)、邊緣智芯等一系列創(chuàng)業(yè)公司,，下游云計算龍頭AWS,、阿里云等廠商也早已布局······DPU行業(yè)迎來百家爭鳴時期。

　　12月21日,，中科馭數(shù)宣布完成數(shù)億元規(guī)模A+輪融資,，由麥星投資和昆侖資本聯(lián)合領投。這是繼7月底完成A輪融資之后,，該公司今年獲得的第二筆數(shù)億元融資,；5月成立的云脈芯聯(lián)10月獲得IDG、壁仞科技等企業(yè)的投資,。

　　DPU也在攪動著二級市場,。21日，在左江科技回復投資者稱,，公司自研可編程網(wǎng)絡安全處理芯片在功能定義和架構設計上已具備DPU相關特性要求后,，股價連漲三天。

　　在這一全新賽場上,，國產(chǎn)DPU廠商有多大機會,？誰能脫穎而出？

　　下一個黃金賽道,？

　　在數(shù)據(jù)中心時代,，CPU一家獨大的局面將一去不復返。

　　DPU被視為僅次于CPU,、GPU的第三顆大芯片,，負責處理“CPU做不好，GPU做不了”的數(shù)據(jù)任務,。在英偉達等廠商的環(huán)伺下,，英特爾在數(shù)據(jù)中心的市場將不斷被蠶食。

　　DPU的概念最早由硅谷創(chuàng)業(yè)公司Fungible提出,，在英偉達收購網(wǎng)絡解決方案廠商Mellanox并重新包裝定義DPU后,，這一概念一炮而紅。目前,，該市場仍處于發(fā)展初期,，各廠商定義有所不同。主流的DPU定義由NVIDIA提出,，即DPU是集數(shù)據(jù)中心基礎架構于芯片的通用處理器,。

　　賽迪顧問發(fā)布的《2021中國DPU行業(yè)發(fā)展白皮書》將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(yōu)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(yōu)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(chǎn)品趨勢,。

　　由于目前DPU的概念和技術標準并未統(tǒng)一，各家從自身優(yōu)勢出發(fā)輸出相應的解決方案,，形成百家爭鳴的競爭格局,。

　　一方面，英偉達,、英特爾,、Marvell、博通等全球芯片龍頭積極布局,，設立自己的標準,；另一方面，眾多創(chuàng)業(yè)公司加入這一藍海,。與此同時,，包括AWS、阿里云等各大云服務廠商都在布局自己的數(shù)據(jù)處理器,。

　　據(jù)第一財經(jīng)了解,，全球最大云服務廠商AWS采用的是以Arm核為主的方案。2015年,，AWS收購了Annapurna Labs,，后者是為超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和邊緣計算設計基于Arm架構芯片的廠商；2017年,，AWS正式推出Nitro,，將網(wǎng)絡、存儲和安全任務卸載到基于Arm架構的專用設備上,。

　　而阿里云提出的X-Dragon系統(tǒng)架構核心MOC卡采用的則是FPGA+CPU的形式。有業(yè)內(nèi)人士表示,，微軟早期采用的是純FPGA的方案,，目前也在往FPGA+CPU方向轉。

　　除了自研,，云廠商也通過投資等方式尋找合適的解決方案,。例如，騰訊投資云豹智能，字節(jié)投資云脈芯聯(lián),。

　　大禹智芯CEO李爽告訴第一財經(jīng),，目前DPU主流的市場方案包括以Arm核為主的架構、FPGA+CPU架構,，以及SoC架構,，前兩者已經(jīng)在云計算廠商得到批量部署，整體SoC方案則是今后的趨勢,，“我們自己的產(chǎn)品路線也按照這個來,。FPGA+CPU的方案與第一代Arm核為主相比，接口的豐富度和處理性能要好很多,，但是FPGA的功耗較大,、價格較高。與此同時,，我們的SoC項目已經(jīng)啟動,。”

　　頭豹研究院預測,，2025年全球DPU市場規(guī)模將達到135.7億美元,，中國DPU市場規(guī)模將達到37.4億美元。

　　賽迪顧問的數(shù)據(jù)更樂觀,。該機構預計,，全球DPU市場將在2023-2024年迎來爆發(fā)式增長，中國早于全球市場,，于2022-2023年就將迎來爆發(fā)式增長,。預計到2025年，全球DPU產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將超過245.3億美元,，中國DPU產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將超過565.9億元,。

　　有業(yè)內(nèi)人士認為，DPU數(shù)量會和服務器數(shù)量一個級別,，每臺服務器都需要1個甚至多個DPU產(chǎn)品,。

　　DPU的產(chǎn)生源自應用驅(qū)動。摩爾定律放緩使得通用CPU性能增長的邊際成本迅速上升,。中科馭數(shù)CEO鄢貴海表示,，2010年前，網(wǎng)絡的帶寬年化增長大約30%,，近年達到45%,；而CPU的性能增長從10年前的23%，到近年降低至3%,。當網(wǎng)絡帶寬增速和CPU性能增速的比例達到10倍的情形下,，CPU幾乎已經(jīng)無法直接應對網(wǎng)絡帶寬的增速,。

　　“這個時代的核心變化是CPU性能增加趕不上數(shù)據(jù)產(chǎn)生的速度。2018年前,，我如果買一個24核的CPU,，有2個核處理流量，還有22個核可以處理上層應用,；2018年后流量快速增加,，需要16核處理流量，處理其他任務的只有8個核,，幾乎2/3就廢掉了,。”邊緣智芯首席架構師李甫告訴第一財經(jīng),。

　　在大型數(shù)據(jù)中心,，流量處理占了計算30%的資源，AWS將這些還未運行業(yè)務程序,，先接入網(wǎng)絡數(shù)據(jù)就要占去的計算資源稱為“數(shù)據(jù)中心稅（Datacenter Tax）”,。

　　DPU最直接的作用是作為CPU的卸載引擎，接管網(wǎng)絡虛擬化,、硬件資源池化等基礎設施層服務,，從而釋放寶貴的CPU資源來運行上層應用，實現(xiàn)了以數(shù)據(jù)為中心的業(yè)務和基礎設施操作的分離,。

　　芯片巨頭爭霸

　　2020年10月,，在收購Mellanox后，英偉達發(fā)布了首款DPU產(chǎn)品——BlueField2系列,。英偉達創(chuàng)始人兼CEO黃仁勛表示：“現(xiàn)代超大規(guī)模云正在推動數(shù)據(jù)中心的新架構,。需要一種旨在處理數(shù)據(jù)中心基礎設施軟件的新型處理器來卸載和加速虛擬化、網(wǎng)絡,、存儲,、安全和其它云原生AI服務的巨大計算負載。BlueField DPU的時代已經(jīng)到來,?！?/p>

　　英偉達規(guī)劃了多代產(chǎn)品，計劃在2022年推出性能更強的BlueField3,，2024年推出集成其GPU模塊的BlueField4,。

　　從戰(zhàn)略上，英偉達收購Mellanox推出DPU,，并試圖收購Arm,，加上其傳統(tǒng)強項GPU，將侵蝕英特爾的市場份額,，直接威脅后者在數(shù)據(jù)中心的霸主地位,。

　　股市上的表現(xiàn)更加直接。2020年7月,，英偉達市值超過英特爾,，成為全球第三大半導體企業(yè)；一年多后的今天,，英偉達成為全球市值最高的半導體企業(yè),。截至北京時間12月28日，英偉達市值7736億美元,，幾乎是英特爾（市值2112億美元）的4倍,。

　　不過，英偉達是否能成功復制GPU的成功仍有待觀察,。多位業(yè)內(nèi)人士告訴第一財經(jīng),，此前Mellanox產(chǎn)品在云服務廠商的認可度并不高，“它的劣勢是它確實不太懂（云）,，包括客戶對它產(chǎn)品的測試和設計都有吐槽,。在Mellanox尚未被收購前，我們有測過很多功能,，一些功能的改變也是我們提的,。”

　　不少人認為,，英偉達對DPU市場的教育和推動概念的作用要大于其產(chǎn)品的實際應用,。

　　在英偉達的步步緊逼下，英特爾自然也不甘落后,。2021年6月,，英特爾發(fā)布了IPU（Infrastructure Processing Unit，基礎設施處理器）,，對標英偉達的DPU,，并推出了基于FPGA和ASIC的兩種方案。

　　Guido Appenzeller介紹稱,，在美國和中國,，六大云服務廠商目前使用基于FPGA的IPU?！半S著帶寬變高,，我們看到他們緩慢地轉向?qū)Ｓ肁SIC IPU。因為存在很多專利協(xié)議,，所以不會發(fā)生快速轉變,。”

　　通過使用IPU,，可以從服務器卸載與運行基礎設施任務相關的開銷,。云服務廠商的軟件在IPU本身上運行,，而租戶的應用程序在服務器CPU上運行。這不僅釋放了服務器上的資源,，同時優(yōu)化了整體性能,，而且為云廠商提供了一個單獨且安全的控制點。

　　值得一提的是,，ASIC版本IPU采用的CPU核是ARM架構,，而非英特爾自身的X86架構，這意味著英特爾的話語權正在減弱,，為了迎合客戶需求選用了競爭對手的架構,。

　　第一財經(jīng)了解到，英特爾ASIC版本IPU主要與谷歌合作,，谷歌提出相應需求,，英特爾為其“定制”。

　　李甫認為,，IPU側重多個CPU的管理,，努力融合IaaS模塊，降低集群管理成本,，更多像是一個協(xié)處理器,?！邦愃圃贑PU中的大小核,，變成了雙路服務器中的雙路大小CPU架構,。為了應對不同客戶需求,，英特爾可能會采用FPGA +小CPU +大CPU的超異構計算模型,，復雜化DPU/IPU市場,。我們推出基于PCIe Switch總線交換技術的XPU芯片,，正是為了這種超異構計算架構準備的通用數(shù)據(jù)分發(fā)芯片,?！?/p>

　　除此之外,，賽靈思、Marvell,、博通等老牌芯片廠商也都在推出針對數(shù)據(jù)中心的解決方案,。

　　國內(nèi)創(chuàng)業(yè)公司遍地開花

　　國內(nèi)初創(chuàng)企業(yè)也陸續(xù)推出相應的解決方案。中科馭數(shù)自主研發(fā)KPU芯片架構,，落地于金融計算,、數(shù)據(jù)中心、云原生,、5G邊緣計算等場景,。該公司正在研發(fā)的第二代DPU芯片K2已經(jīng)完成設計和驗證工作，預計將于2022年第一季度投產(chǎn)流片,。

　　12月4日,，大禹智芯第一代DPU產(chǎn)品Paratus V1.0正式亮相,。根據(jù)該公司規(guī)劃，2021年,，大禹智芯完成第一代產(chǎn)品的研發(fā),、客戶測試和商業(yè)化交付；2021年年底,，第二代產(chǎn)品即將成功研發(fā)，并實現(xiàn)對應商業(yè)合同的簽署,；2021年年底,，大禹智芯啟動自有芯片（SoC方案）的研發(fā)。

　　12月15日,，云豹智能發(fā)布全功能云霄DPU網(wǎng)卡,，全面支持裸金屬、虛擬機和容器服務資源一體化和性能加速,，主要基于FPGA方案,。據(jù)悉，下一代軟件定義DPU芯片也正在按計劃研發(fā)中,。

　　專注PCIe技術棧的邊緣智芯則提供了另一種視角,，數(shù)據(jù)從網(wǎng)卡進入其設計的XPU后，分發(fā)給CPU,、GPU,、SSD。按其架構,，在XPU為中心的架構中,，網(wǎng)卡無需智能，只需要提供基本的網(wǎng)絡協(xié)議功能即可,，適用于低成本,、低延遲的應用場景。

　　與CPU和GPU不同,，DPU目前在技術標準和生態(tài)方面都處于早期階段,，并未出現(xiàn)絕對的領先者。接受采訪的多位業(yè)內(nèi)人士認為,，中國具備豐富的數(shù)據(jù)資產(chǎn),，有強大的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，在這一賽道中,，中國芯片廠商或許有望脫穎而出,。