作者 | 由仪
DPU（Data Processing Unit）成为云厂商乃至芯片厂商的新战事，不仅吸引了众多初创厂商入局，甚至传统芯片巨头也强势进场。
业内公认，DPU将成为继CPU、GPU的“第三块主力芯片”，DPU能够将CPU处理效率低下、GPU处理不了的负载，卸载到专用DPU上，包括执行协议处理、数据安全、算法加速等多样化的专用任务。
在云计算加速普及的当下，通信能力和计算能力是数据中心基础设施的两个重要发展方向，随着网络传输带宽的增加，数据中心的计算资源被愈加复杂的基础设施操作所占据，使得业务处理遭遇瓶颈。
据《专用数据处理器（DPU）技术白皮书》，业界常用带宽性能增速比（RBP，Ratio of Bandwidth and Performancegrowth rate）对网络带宽增速与CPU性能增速进行描述，即RBP=BWGR/Perf. GR。
RBP指标 2010年的数值1，到2021年数值超过10，CPU几乎已经无法直接应对网络带宽增速，因此DPU本质源于网络传输速率增速与CPU芯片性能增速差距加大。
然而，不论是产品定义、技术路线、客户场景等，目前DPU市场尚处于早期发展阶段，行业格局也不明晰，为此，TechForWhat近期对话天翼云资深研发专家、自研DPU技术负责人刘禄仁，从中一窥DPU行业发展方向。
刘禄仁认为，DPU技术并没有绝对的技术难题，而是要在众多要求之下找到平衡点，性能和稳定的平衡，软件和硬件的平衡，产品试错和规模商用的平衡，诸如此类，DPU还处于百花齐放的阶段。
以下为对话实录，略经编辑：
TechForWhat：DPU在天翼云技术体系中扮演一个怎样的角色？
刘禄仁：首先抛开DPU来讲，基础设施是我们做云计算的基石，它的降本增效对于云厂商来说很重要，基础设施涉及到基础硬件、基础软件、软硬协同，还有一些技术资源，DPU又是软硬协同里面最重要的方面。
在天翼云软硬一体的“紫金架构”中，DPU是核心的一环，它类似于阿里云的神龙架构里面的MOC卡，将计算、存储、网络和安全从传统的CPU侧迁移到自研的软硬结合体系中，天翼云和其他厂商还有些不一样，我们会涉及到很多国产化场景，所以紫金架构能够是面向不同的算力和全国产化自主可控的场景，打造了类似于第二个平面。
TechForWhat：云厂商、芯片厂商都在自研DPU，你认为做DPU的门槛体现在哪？
刘禄仁：这会有三个维度，第一，认知是最大的门槛，云计算业务比较复杂，大家对需求的理解是不同的，每一家的技术演变，都会有各种特点或差异。
第二个，DPU并不只用在数据中心，很多初创公司也提到端网协同的场景，边缘场景也有需求，DPU的需求更加发散化。
第三，DPU是芯片，做芯片的门槛本身就比较高，DPU又涉及到云计算里面的计算、存储、网络三个大方面，不仅有传统芯片设计里面的验证驱动算法，还涉及到传统芯片不怎么涉及的业务软件和协议栈，整体系统非常复杂了。
传统芯片更多是一个单模块的功能点，DPU需要软硬协同，这样让原本门槛很高的芯片开发，又要拔高到一个新的维度。
TechForWhat：为什么说DPU是典型的应用驱动型芯片？
刘禄仁：现在初创DPU厂商也频繁拜访各家云厂商，虽然很多人也是从云厂商出来的，但都是对需求的理解集中在一些单点，并不是面或者一个系统，不会从整个云的角度来考虑，DPU厂商频繁拜访云厂商，侧面反映出他们对这一块把握的不是特别准。
有些厂商的技术方案已经更换过好几次了，因为对真实需求和技术演进没有把控到位，这样带来的损失其实也很大，方案的反复就意味着资金的浪费，无形中就会淘汰一些厂商。
如何实现在硬件整体架构上或者技术交互基本不变的情况下，不断提升性能，这也是大家初期都采用FPGA的原因，可编程特性可以减少试错成本。
TechForWhat：如何看待DPU行业目前的发展态势？
刘禄仁：实话说，目前DPU还处于百花齐放的阶段，不管是什么技术路线，没有哪家可以凭借一己之力，实现技术能力和需求完美契合，完成事实上的统一。
另外，做DPU最主要的还是看自己的目标场景和目标客户在哪里，天翼云自研紫金DPU主要是从天翼云本身业务及未来架构演进出发，解决我们数据中心的痛点问题，暂时没有去考虑外部客户的定制化需求。
对于国外的那种芯片大厂来说，肯定是想做一个通用的DPU，它的目标客户就是国内外的云计算大厂，当然不局限于云厂，一些金融领域等场景也可以用到。他们对架构和需求的理解，相对于国内厂商走的比较靠前，英特尔、迈络思等已经走在ASIC化的路上，或者实现了ASIC化。
对于国内众多初创厂商来说，也是有不同路线，实现类似DPU芯片或者功能，但是目标客户或者目标场景是有侧重点的。
未来DPU大规模上量肯定是ASIC化的，从功耗、成本还有性能等方面，对于云厂商来说应该是最优解，当然要达到ASIC化，目标场景业务要成熟。
TechForWhat：天翼云DPU实现了哪些成果？
刘禄仁：我们从2020年开始注意到DPU，组建了自己的DPU团队，然后在不到一年的时间里面，就基于DPU推出了弹性裸金属服务器，具备物理级别的资源隔离，也具备云主机的弹性灵活特性，通过将网络、存储等这些功能卸载到DPU卡上，它的算力远超了普通云主机。
在高性能网络方面，我们已经完成了传输层大规模组网相关算法，目前正朝着商用级别的稳定性努力。在天翼云，DPU的相关软硬件并不是以整体打包的形态大规模上线，像弹性裸金属服务器，现在已经发展到3.0阶段。大规模上量的话，天翼云应该会在2024年开始发力，明年会逐渐上一些量。
行业内大部分ASIC化芯片或者成熟方案，真正可以达到商业测试阶段，有可能会在明年Q1，从测试到产品大规模落地，正常有一年到两年的时间。天翼云和业界DPU规模化使用，节奏基本一致。
TechForWhat：DPU目前尚待解决的问题还有哪些？
刘禄仁：云厂商对DPU的诉求就是健壮性、稳定性和自动化运维，目前从这方面来看，行业能力参差不齐，大家也是想大力提升这方面的能力，从真正技术角度而言，其实DPU技术并没有绝对的技术难题，更多是一些平衡点。
不管是ASIC还是FPGA，大家需要更强大的功能，更高的规格，就会要求芯片更大，资源更多，那么功能越多，性能规格越高，它带来的健壮性或者可靠性相对来说会偏低。这就类似于我们DPU分布式迭代的方式，它也是从“平衡”维度来推出产品的。
当然仅从技术角度来说，其实还是不够的，DPU目前更多在数据中心使用，它与资源池的构建相关，DPU、服务器又跟整体设计有关系，它就会与整体的物理网络是联动策略。我们不能只从DPU芯片内部去做考虑，需要从整个网络链做综合的考虑，然后决定DPU该如何推出具体的功能和规格。
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