近日，中國資訊通訊研究院（以下簡稱“中國信通院”）主辦的2023 ICT+深度觀察報告會算網融合發展分論壇在線上舉辦，中國信通院雲大所副所長李潔出席論壇並致辭，中國信通院雲大所副總工程師郭亮對《DPU發展分析報告（2022年）》對報告進行權威解讀，中國電信、雲脈芯聯、華為、浪潮、英偉達等企業代表線上分享了對於算網融合發展的新洞察、新思考，論壇由中國信通院雲大所資料中心部副主任王少鵬主持。

論壇上，中國信通院聯合開放資料中心委員會重磅釋出《DPU發展分析報告（2022年）》（以下簡稱“報告”）。作為算力產業鏈上重要的基礎部件，近年來DPU應用發展迅速，國內晶片研發突飛猛進。報告基於行業調研，從產業政策、產業規模、賦能經濟三個方面，以數字基礎設施建設發展需求為切入，重點梳理了DPU核心價值、關鍵推動技術，解讀了RDMA高速網路、資料面轉發、網路可程式設計、開放網路及DPU軟體生態等DPU發展關鍵因素，並對未來發展前景進行了展望。報告內容深入淺出，全面、深刻反映了當下DPU行業的發展情況。

數字基建轉向以算力為中心 DPU成為算力增長新引擎

當前，人工智慧、大資料應用進入快速發展階段，自動駕駛、機器人、AR/VR、元宇宙等應用加速落地，傳統數字基礎設施難以滿足大模型、多模態等新型技術發展，擁有強大叢集算力的新型資料中心成為突破人工智慧發展瓶頸的重要基礎。

近年來，我國高度重視算力基礎設施發展，密集出臺多項政策，引導產業健康快速發展。2020年國家發改委明確，在新基建的重點方向中，資訊領域基礎設施建設是基礎。在《“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要》中要求要聚焦高階晶片，強化算力統籌智慧排程。2021年釋出的《新型資料中心發展三年行動計劃（2021-2023年）》，具體提出引導新型資料中心集約化、高密化、智慧化建設，逐步提高自主研發算力的部署比例，推進新型資料中心算力供應多元化，支撐各類智慧應用。2022年中央經濟工作會議強調要加快人工智慧、綠色低碳等前沿技術研發和應用推廣。

從資料中心整體算力角度來看，算力由計算、儲存和網路共同決定，任何一項能力不足，都可能導致“木桶效應”，制約整體算力服務能力。近年來我國儲存和網路技術快速發展，隨著摩爾定律放緩，資料中心計算瓶頸開始顯現。在資料中心內部，業務多樣性、複雜性的不斷提升，流量爆發式增長，網路擁塞、高時延問題頻發，CPU等待時間變長也制約著資料中心算力釋放。

為了滿足持續上漲的算力需求，將儲存和網路傳輸等非計算環節從CPU解除安裝到DPU等專用晶片上進行，構建以“聯接+計算”為中心的新型資料中心架構，可以全面提升資料中心計算能力和執行效率，真正實現以計算為中心去發展數字基礎設施。

“東數西算”工程旨在充分發揮西部區域氣候、能源、環境等優勢，為東部使用者提供更多計算資源，有效提升國家整體算力使用水平，同時實現高效低碳、綠色可持續發展。在論壇上，中國電信研究院雲網所云計算研究中心總監趙繼壯提到，“東數西算”工程需要運營商解決超大資料量遠距離訪問延遲高、頻寬受限等難題，為東部使用者提供透明的如區域網一般平滑的訪問體驗。解決這一難題的關鍵在於網路以及雲網融合技術。在傳統算力基礎設施中，計算和網路通常是相互割裂的，而透過利用兼具資料傳輸和資料處理能力的資料處理晶片DPU，可實現計算和網路的融合，支撐算力基礎設施向算網一體發展，推進“東數西算”加速落地。對於DPU的實際應用價值，趙繼壯分享道，在東數西算的資料傳輸過程中，要對資料進行壓縮和加密儲存，而資料量特別龐大，就需要在配備DPU的裝置上進行運算，實現更高的算效比。

DPU作為突破資料流量指數級增長帶來的效能瓶頸的關鍵技術，透過算力解除安裝、算力釋放和算力拓展，釋放CPU的計算資源，實現任務加速處理，提升整體計算效率，達到降本增效，產業賦能價值凸顯。因此，也成為構建新型算力基礎設施的重要基礎部件和下一代晶片技術競爭的高地。

對於推動DPU發展的關鍵技術，報告指出，DPU研發需要具備豐富的網路研發及應用積累，RDMA高速網路技術、資料面轉發技術、網路可程式設計技術、開放網路及DPU軟體生態四大關鍵因素將影響DPU產品的未來發展。

RDMA高速網路技術：相比傳統TCP傳輸方式，RDMA在提升吞吐，降低 CPU 佔用、降低延時方面有明顯的優勢。在網路進入100G甚至200G以上的頻寬情況下，傳統 TCP 協議棧核心轉發無法滿足效能要求，高吞吐、低延時的 RDMA 技術將承擔基礎的網路傳輸功能，進一步提升資料中心整體算力。

資料面轉發技術：隨著網路流量的指數增長，基於硬體的資料面轉發技術越來越重要。基於可程式設計 Pipeline 的硬體架構則更符合DPU 加速硬體報文轉發的發展方向。

網路可程式設計技術：面對不斷變化的業務需求和自定義網路擴充套件能力的需要，支援網路可程式設計技術成為 DPU 應用的關鍵技術因素。能夠為DPU帶來更出色的靈活性。其中，基於 P4 的協議無關的網路可程式設計技術逐漸成為DPU上網路可程式設計技術的發展方向。

開放網路及 DPU 軟體生態：DPU 作為資料中心基礎設施的一顆重要晶片，需要擁有一個社群驅動的、基於標準的開放生態系統，以開放的形式定義 DPU 可程式設計基礎設施生態，對 DPU 的長期發展至關重要。

面對廣闊的應用前景和巨大的市場空間，國際晶片巨頭先後佈局DPU產品，英偉達於2021年釋出新一代DPU BlueField 3，英特爾釋出基礎設施處理器IPU，AMD收購DPU廠商Pensando。近兩年，國內自研DPU晶片發展突飛猛進，頭部企業雲脈芯聯推出國內首款自主研發支援2口100G RDMA智慧網絡卡產品。在商業落地方面，國產自研DPU推進順利，目前雲脈芯聯已與國內頭部資料中心解決方案供應商合作推進無損網路端網融合解決方案並完成測試。

在此次算網融合發展分論壇上，作為報告的重要技術支援方，雲脈芯聯產品負責人孫偉分享了雲脈芯聯基於DPU晶片的TOP創新架構，即“融合互聯-Converged Transport”、“開放平臺-Open Platform”以及“極致能效-Hyper Performance”。基於該架構，雲脈芯聯透過自主創新的端網、算網、雲網等端到端的高效能融合互聯引擎，能夠提供百G網路吞吐、微秒級網路延遲和百萬級網路連線，支援東數西算及各類新型應用；透過開放的可程式設計的Pipeline、可程式設計的擁塞控制演算法平臺，雲脈芯聯DPU產品能夠給予使用者高度靈活性，適配不同應用場景；透過異構算力實現加速、儲存/網路解除安裝，實現極致能效，推進算力基礎設施向高效低碳發展。

在產品研發與技術創新攻關上，國內DPU廠商也取得了一定成績，雲脈芯聯在創立近2年的時間裡完成了DPU核心技術RDMA技術和可程式設計的底層網路介面技術的研發，在RDMA高效能網路傳輸，基礎設施服務解除安裝和IO虛擬化三大關鍵技術上實現了突破，讓國產DPU產品能夠更好的滿足資料中心雲計算、高效能計算、AI、雲端儲存等核心場景叢集互聯和算力擴充套件業務訴求。

2022政府工作報告提出，未來政府需發揮好在關鍵核心技術攻關中的組織作用，突出企業科技創新主體地位，中國信通院作為專注科研的事業單位，在DPU快速發展初期，由中國信通院雲大所資料中心團隊釋出調研報告，為行業健康穩定發展提供重要參考和借鑑。隨著國內DPU企業及全產業鏈的不斷努力，相信DPU很快將迎來黃金髮展期，為我國數字基礎設施建設貢獻力量。

目前《DPU發展分析報告（2022年）》報告已可從“中國信通院”官網下載。

http：//www。caict。ac。cn/kxyj/qwfb/ztbg/202301/t20230110_413879。htm