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(lǐng)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(gòu)設(shè)計上已具備DPU相關(guān)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(chǔ)架構(gòu)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(chǔ),，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(chǔ)的異構(gòu)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(jié)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(jié)合,，正在成為最新的產(chǎn)品趨勢,。

　　由于目前DPU的概念和技術(shù)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(shè)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(shè)計基于Arm架構(gòu)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(gòu)的專用設(shè)備上。

　　而阿里云提出的X-Dragon系統(tǒng)架構(gòu)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(zhuǎn),。

　　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(gòu),、FPGA+CPU架構(gòu)，以及SoC架構(gòu),，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?！?/p>

　　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(gòu)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,?！边吘壷切臼紫軜?gòu)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(chǔ)設(shè)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(chǔ)設(shè)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(gòu),。需要一種旨在處理數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)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(shè)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?！?/p>

　　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(chǔ)設(shè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)變?！?/p>

　　通過使用IPU,，可以從服務器卸載與運行基礎(chǔ)設(shè)施任務相關(guān)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(gòu),，而非英特爾自身的X86架構(gòu),，這意味著英特爾的話語權(quán)正在減弱，為了迎合客戶需求選用了競爭對手的架構(gòu),。

　　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(cè)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(gòu),。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(gòu)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(shù)的XPU芯片，正是為了這種超異構(gòu)計算架構(gòu)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(gòu),，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(shè)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(shù)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(shè)計的XPU后，分發(fā)給CPU,、GPU,、SSD。按其架構(gòu),，在XPU為中心的架構(gòu)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(shù)標準和生態(tài)方面都處于早期階段，并未出現(xiàn)絕對的領(lǐng)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,。