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長期以來，CPU一直被視為計算處理設備的支柱，GPU則用于處理實時圖形。然而，近來備受矚目的是數據處理單元——DPU。 
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SmartNIC/ DPU ?
自 20 世紀 80 年代末以來，網絡接口卡 (NIC) 取得了長足的發展。然而，盡管它們在當時是很先進的，但也僅限于兩臺計算機之間或本地網絡上的簡單連接。 ?
SmartNIC是可編程網卡，它涵蓋了常規 NIC 之外的額外計算資源。SmartNIC的可編程資源可以由 Arm 內核、網絡處理單元（NPU）和其他可編程單元組成。 ?
很多人將 DPU 視為 SmartNIC發展的下一步。 ?
DPU 是可編程設備，可以通過硬件加速來協助數據處理。SmartNIC 則將服務器與網絡有效連接，其可編程組件配置有加速器，能夠高效處理數據，從而釋放服務器空間用于應用程序處理，但不適用于多任務處理。雖然 SmartNIC 在某種程度上可以完成 DPU 的工作，但兩者構成和功能并不相同。 ?
SmartNIC提供廣泛的數據存儲和可編程性，但它需要DPU提供更多的虛擬化能力。SmartNIC管理的數據有一定的上限，但當與DPU協同使用時，可以突破數據限制，從而創造出可靠的可編程技術，帶來更高的網絡處理能力。 ?
在很多情況下，SmartNIC和 DPU 的概念經常互換使用。 ?
據研究機構數據顯示，2019 年至 2022 年，國內外企業都申請了眾多涉及DPU和相關智能網卡的專利，其中英特爾排名第一，華為排名第二，谷歌排名第三。AMD、英偉達等芯片和處理器制造商已經致力于開發和制造DPU。華碩、戴爾和超威已與使用英偉達DPU的系統集成。AWS 也是DPU的主要用戶。? ?
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為什么現有網絡設施需要集成SmartNIC / DPU？ ?
＞服務器負擔過重
摩爾定律的持續壓力每兩年就會推動半導體技術的小型化。量子隧道效應、損耗層尺寸的減小以及寄生電容的發展導致了服務器集成電路中的互連瓶頸。硬件尺寸的減小推動了服務器更快地擴展，并增加了CPU的總體成本。 ?
＞儲存及交付
預測顯示 2040 年將進入千兆字節時代，網絡基礎設施因存儲數據和按需提供數據而不堪重負。為了減輕服務器的負擔，SmartNIC / DPU基礎設施為數據中心提供了數 GB 的額外存儲，從而釋放足夠的CPU 周期來執行高價值的企業任務并存儲關鍵信息。 ?
＞電力消耗
不斷增加的服務器工作負載與電源管理所需的額外硬件和設備相關。這種硬件消耗額外的電力，增加了網絡基礎設施管理的成本。配電單元、備份和冷卻機制可以一定程度上幫助解決問題，但SmartNIC / DPU基礎設施直接不需要額外硬件的部署，總耗電量隨著核心數的減少而降低。 ?
＞防御攻擊
SmartNIC / DPU基礎設施能夠在硬件級執行網絡安全功能，包括數據包包裝、散列、壓縮和解壓、加密和解密、密碼算法、防火墻以及DDoS 攻擊防御。SmartNIC / DPU可以在不干擾服務器的情況下處理安全操作并消除任何威脅。最新的 SmartNIC / DPU具有防火墻和先進的DDoS 攻擊防御機制，支持分布式安全系統。 ?
集成 SmartNIC / DPU基礎設施的要求 ?
SmartNIC / DPU 可以滿足對高性能、低延遲和安全數據傳輸日益增長的需求。但SmartNIC / DPU的實施需要可靠的網絡基礎設施。以下是集成 SmartNIC / DPU基礎設施的一些重要要求。 ?
＞高連接性
普通網卡通常用于低帶寬且速度在10 Gbps的網絡基礎設施中。SmartNIC / DPU基礎設施更適合支持大帶寬、處理高網絡流量、網速超過100 Gbps的大型企業，通過多個網絡層進行套接字加速，以卸載和節省服務器周期，用于特定于應用的高價值任務。 ?
＞超低延遲
SmartNIC / DPU的實施在有線基礎設施中表現最佳，需要執行高速計算的網絡使用 InfiniBand SmartNIC / DPU基礎設施。在此類網絡中，遠程直接內存訪問 ( RDMA ) 允許直接訪問另一臺計算機的內存，在不涉及內核的情況下提供超低延遲。 ?
傳統基礎設施更適用于以太網，并且在實施SmartNIC / DPU時面臨著復雜性。基于融合以太網的 RDMA 支持基于以太網的 SmartNIC / DPU基礎設施，提供低延遲和更高的吞吐量。 ?
＞復雜的網絡架構
SmartNIC / DPU適用于企業和大型云提供商的client-server模型的服務器端。軟件定義網絡 (SDN)、網絡功能虛擬化 (NVF)、高速計算和復雜基礎設施等網絡架構為 SmartNIC / DPU實現硬件加速提供了條件。 ?
來自電信、SaaS、電子商務和流媒體平臺等行業的分布式云計算公司部署了成百上千個智能網卡進行加速。這些大型組織擁有提供微服務和處理大數據的網絡架構。 ?
＞網絡交換機兼容性
一個網絡可以使用多種類型的網絡交換機。SmartNIC / DPU與網絡中的現有硬件（如交換機、操作系統）的兼容性和可配置性至關重要。 ?
某些 SmartNIC / DPU可能與網絡基礎設施不兼容，需要為現有網絡交換機選擇兼容的 SmartNIC / DPU，包括接口、協議、可編程性、配置和用例。 ?
＞SDN集成
大型企業往往使用 SDN 在全球多個工作場所連接、管理和加速其工作流程。在此類網絡中集成 SmartNIC / DPU基礎設施可以減輕 SDN 集中控制器任務，從而有效管理網絡。 ?
由于 SmartNIC / DPU是可編程的，因此它們可以加速 SDN 中路由器和交換機的數據平面和特定應用的任務，包括流量轉發、數據包過濾、加密和解密、防火墻等。 ?
＞NFV功能 SmartNIC / DPU還用于采用 NFV 的網絡中。由于多個虛擬機運行在共享物理基礎設施中，從而消除了對專用硬件的需求，因此NFV 網絡需要實施 SmartNIC / DPU基礎設施。 ?
這類似于在數據網絡中部署虛擬微服務器，每個網絡都有自己的資源。NVF 加速的例子包括虛擬可擴展 LAN、微分段和負載平衡。 ?
在網絡基礎設施中實施 SmartNIC / DPU后，網絡團隊可以將重點轉向管理 SmartNIC / DPU。SmartNIC / DPU基礎設施部署后的定期質量檢查是智能持續加速的關鍵。SmartNIC / DPU可以對網絡、存儲和安全功能本身進行定期審查。有效的網絡管理可通過監控軟件和關鍵指標確保 SmartNIC / DPU的無縫性能。 ?
監控工具不斷收集和分析數據，例如延遲、速度、吞吐量和丟包。一旦工具或 SmartNIC / DPU檢測到錯誤，就必須自動排除故障以獲得解決方案。除了故障排除，網絡管理還確保 SmartNIC / DPU基礎設施的定期更新，以滿足最新的技術需求。此外，網絡編排平臺還可以自動配置 SmartNIC / DPU以符合當前的安全操作法規和標準。 ?
小? 結 ?
將SmartNIC / DPU與現有網絡設施集成，是確保其成功應用于實際生產環境的關鍵。這種無縫融合可以提高整體性能和效率，降低主機處理器負載，并支持網絡虛擬化，為企業帶來更大的靈活性和可管理性。同時，SmartNIC / DPU的高級網絡功能也能夠增強網絡的安全性，保護企業的數據和資產。 ?
隨著技術的不斷進步和需求的不斷變化，SmartNIC / DPU將繼續發揮著關鍵作用，為網絡性能的持續優化和應用程序處理的提升做出貢獻。我們可以預見，未來網絡將更加智能、高效，并為企業帶來更多創新的可能性。 ?
審核編輯：劉清
為什么現有網絡設施需要集成SmartNIC / DPU？
- 處理器(221455)
- 以太網(165911)
- DPU(23960)
- 虛擬機(27295)
- SmartNIC(3161)
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1678關于DPU的那些事
bluefield改名為DPU。 后來的事情，就超出了老黃的想象，各種DPU公司風起云涌，甚至壓過“AI”一頭，成為了VC眼中的“新貴”，成為了風口。 對于網卡芯片行業，大家都在講smartnic（智能網卡
2021-10-13 17:56:012968
2968什么是DPU 未來的DPU智能?卡硬件形態
1.什么是DPU DPU（Data Processing Unit）是以數據為中心構造的專用處理器，采用軟件定義技術路線支撐基礎設施層資源虛擬化，支持存儲、安全、服務質量管理等 基礎設施層服務
2021-11-02 14:21:305667
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Fungible和英偉達在?DPU賽道上的進展
電子發燒友網報道(文/周凱揚)上回我們提到了SmartNIC，以及這種智能網卡對于數據中心來說究竟起到了何種舉足輕重的作用。然而，在英偉達于2020年提出DPU(data processing
2022-03-08 13:15:112516
2516開源云基礎設施軟件OpenStack最新版本Yoga發布
開源云基礎設施軟件OpenStack在全球廣泛部署，最新版Yoga已發布，添加了對SmartNIC DPUs、本地IP網絡的支持，強化了對云原生軟件的兼容性。
2022-03-31 14:16:171831
1831在BlueField DPU上通過DOCA加速方案開發
NVIDIA 希望您能輕松使用 DPU 的各種功能，并簡化以下流程：在 DPU 上創建新應用程序，或者將現有應用程序與 BlueField DPU 集成。隨著 新DOCA系列版本的發布， 將不斷擴展
2022-04-14 15:51:511551
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如何構建基于DPU的SmartNIC
您應該如何構建基于 DPU 的 SmartNIC ，以及哪種 SmartNIC 對于每個工作負載來說是最好的……好吧，問題在于細節。深入了解哪些數據路徑和虛擬化加速可用以及如何使用它們非常重要。
2022-04-19 15:51:361089
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如何使用多個DPU實現云級架構
為了在數據中心充分實現應用程序的效率，傳輸卸載、可編程的數據平面以及用于虛擬交換的硬件卸載都是至關重要的功能。根據定義，支持這些功能是 SmartNIC 的重要部分，。但只是 DPU 的最基本要求之一， 并不能將 SmartNIC 提升到 DPU 的級別。
2022-04-19 15:58:07856
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使用Red Hat和NVIDIA構建集成云就緒基礎設施方案
與 DPU 的其他潛在集成包括更復雜的軟件定義的網絡卸載、在 BlueField 上運行防火墻代理、精確時間同步、帶數據包速度的視頻流，以及使用 DPU 收集遙測數據。
2022-05-07 14:45:24486
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芯啟源DPU賦能浙江移動算力網絡SD-WAN變革
5月15日，芯啟源董事長、CEO盧笙在其母校上海交通大學開展了關于“降低能耗，提升算力：DPU加速數據中心變革”線上講座。為交大學子介紹了硅谷芯片發展黃金十年、CPU/GPU/DPU的演進&DPU應用、集成電路行業發展趨勢及人才趨勢，為即將從事相關行業的學生們答疑解惑，提供解決思路。
2022-05-18 10:10:541741
1741芯啟源智能網卡在未來DPU藍海市場的應用
日，芯啟源(Corigine)在智能網卡峰會(SmartNICs Summit)中繼續同英偉達(NVIDIA)、美滿(Marvell)等國際頭部DPU廠商共同參與智能網卡(SmartNIC)最佳架構小組討論。
2022-05-23 10:28:141211
1211關于SmartNIC和DPU之間的疑惑
隨著云網絡、人工智能、大數據、5G邊緣計算的快速發展，數據流量呈指數級增長。CPU計算能力的增長趕不上網絡傳輸速率的提升，網絡側對專業計算的需求急劇增加，DPU應運而生。
2022-07-07 09:42:07682
682基于FPGA的SmartNIC技術及其在數據中心的應用
自上世紀80 年代中期首批 PC 機面市后不久，網絡接口卡 (NIC) 就已經進入了市場。然而，在過去的幾年里，我們看到了 SmartNIC 的興起。什么是 SmartNIC？按照最基本的定義，SmartNIC 就是可編程NIC。
2022-08-02 08:03:411750
1750探究DPU的緣起，DPU提升數據中心算力的三種方式
DPU的出現不僅僅是為解決CPU的算力瓶頸，而是要通過先天的網絡屬性，在數據中心整體TCO的維度提升算力。我們把DPU提升數據中心算力手段總結為算力卸載、算力釋放和算力擴展三種方式。
2022-09-09 15:56:311322
13222022秋季NVIDIA DPU 中國虛擬黑客松開放報名中
與 NVIDIA InfiniBand 網絡實現存儲、AI 卸載、加速和隔離功能，引領新一代人工智能就緒的基礎設施，驅動未來 AI 工廠。 開發者將在經驗豐富的 DPU 及 DOCA 導師的指導下，通過黑客
2022-09-14 15:49:24614
614DPU技術解決方案的挑戰和機遇
DPU 作為一種軟硬協同的虛擬化架構，相較僅做網絡加速的智能網卡而言，一方面需要考慮與 CPU 中運行的虛擬化軟件棧對接，另一方面由于 DPU 硬件的特殊設計導致卡與服務器存在更多的適配對接需求
2022-10-11 15:33:381262
12622022秋季NVIDIA DPU中國黑客松訓練營
與 AI 應用程序，基于 NVIDIA BlueField DPU 與 NVIDIA InfiniBand 網絡實現存儲、AI 卸載、加速和隔離功能，引領新一代人工智能就緒的基礎設施，驅動未來 AI 工廠。
2022-10-19 09:41:15611
611基于DPU的芯啟源智能網卡
芯啟源作為DPU芯片及智能網絡系統解決方案商，此次受投資方中國互聯網投資基金及銀潤資本邀請，集中展示了DPU和EDA領域產品，受到現場觀眾的廣泛關注。
2022-11-11 11:14:231135
1135全球首款集成NVIDIA BlueField DPU技術的關鍵任務型存儲已經到來
DPU，數據處理單元，全稱Data Processing Unit，是以數據處理為核心任務的處理器。當CPU處理能力的增長速度無法滿足網絡帶寬、數據交換的規模需求時，DPU則是最佳的解決方案。
2022-11-15 09:54:44659
659openEuler邀您共同探索DPU生態
隨著工業互聯網、AI、大數據等產業發展，業務對算力需求大幅度增長，為應對算力增長帶來的挑戰，DPU應運而生。 DPU SIG是openEuler為應對DPU出現所帶來技術挑戰創建的特別興趣小組，希望
2022-11-24 11:19:48216
216DPU性能評測系統框架與測試流程
系統的方法，測試要求闡述了組建 DPU 測試系統時需要滿足的要求，測試活動定義了DPU Benchmark 的選擇策略、執行前準備、執行過程及測試結果報告。
2022-12-02 14:30:421539
1539IC設計新戰場，DPU競爭才剛開始
多功能集成、更便利的數據中心架構整合是DPU的獨特優勢。在未來的一定時期內，DPU還將繼續發揮其優勢，具有三方面發展趨勢。
2022-12-29 14:21:31558
558GTC 2023：NVIDIA DOCA為DPU注入靈魂
NVIDIA DOCA簡介
用于BlueField DPU的軟件開發柜架
卸載、加速和隔離基礎設施操作
支持超大規模、企業、超級計算和超融合基礎設施
2023-03-24 16:02:261315
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GTC 2023：百度智能云DPU落地實踐
百度太行●計算:深度擁抱DPU的彈性計算基礎架構
百度智能云DPU落地實踐:極致彈性、高可用的裸金屬實例
百度智能云DPU落地實踐:更強性能、更高性價比的虛擬機實例
百度智能云DPU高性能網絡落地實踐:全面滿足RoCE網絡場景訴求
2023-03-24 16:22:493274
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DPU能解決什么問題？
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
2023-04-19 15:41:331895
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《揭秘 NVIDIA DPU & DOCA》 開講啦！
DOCA 快速創建 NVIDIA DPU 加速的、高性能數據中心基礎設施應用程序和服務。 本期看點：DPU 的技術發展背景 本期節目，NVIDIA 技術專家將為您
2023-06-08 20:55:01350
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《揭秘 NVIDIA DPU & DOCA》 第二講上線！
DOCA 快速創建 NVIDIA DPU 加速的、高性能數據中心基礎設施應用程序和服務。 本期看點：NVIDIA BlueField DPU 概述 上一期我們探討了 DPU 的技術發展
2023-06-16 11:45:02329
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DPU 技術發展概況系列（一）什么是DPU
DPU（DataProcessingUnit）是以數據為中心構造的專用處理器，采用軟件定義技術路線支撐基礎設施層資源虛擬化，支持存儲、安全、服務質量管理等基礎設施層服務。2020年NVIDIA公司
2022-03-24 16:17:48666
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DPU 技術發展概況系列（二）DPU的作用
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XeonCPU
2022-03-31 11:27:00528
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DPU應用場景系列（一）網絡功能卸載
DPU應用場景系列（一）網絡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。圖云計算網絡
2022-05-10 11:01:271344
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DPU特征結構系列（二）一種DPU參考設計
為了滿足“數據為中心”的設計理念，本節給出一個通用的DPU參考設計。目前DPU架構的演化比較快，DPU既可以呈現為一個被動設備作為CPU的協處理器，也可以作為一個主動設備，承接Hypervisor
2022-05-05 14:23:44594
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如何使用FPGA來設計智能網卡（SmartNIC）？
智能服務器適配器或智能網卡（SmartNIC）通過從服務器的CPU上卸載網絡處理工作負載和任務，提高云端和私有數據中心中的服務器性能。
2023-07-27 09:11:55884
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在不同應用場景下DPU不同的性能要求闡述
DPU本質上是通過DPU卡上資源，解耦計算、控制、存儲，利用CPU、GPU、FPGA加速器等異構處理單元，通過以智能卡為接口的網絡實現高效的數據分發和調度。市面上流行的DPU產品基本上都實現了3類功能卸載，包括網絡功能卸載、存儲功能卸載、安全服務卸載。
2023-08-09 16:40:511437
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英特爾SmartNIC助力加速通信與網絡工作負載的方法介紹
英特爾? FPGA SmartNIC N6000-PL 平臺是第三代英特爾? SmartNIC，提供 2 個 100 GbE 端口。
2023-08-18 17:48:031169
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DPU技術現狀及挑戰
DPU是繼CPU、GPU之后的數據中心第三顆大芯片，本質是圍繞數據處理提供網絡、存儲、安全、管理等數據中心基礎設施虛擬化能力的專用處理器。
2023-09-07 10:32:08227
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中國DPU行業白皮書
與發展機遇。核心內容摘要：1、DPU 將成為繼 CPU、GPU 的"第三塊主力芯片"DPU具備高度靈活可編程性，其功能可通過軟件定義向網絡、存儲、安全等應用進行延伸。
2022-07-07 15:59:3737
37Marvell推出兩款新型OCTEON 10 DPU為網絡設備帶來服務器級別的性能
Marvell面向網絡設備OEM和企業正式發布的兩款新型OCTEN 10 DPU在將功耗降低50%的同時，其性能是現有Marvell解決方案的三倍。 兩款新型Marvell OCTEON 10處理器為網絡設備帶來服務器級別的性能。
2023-12-12 09:10:42281
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Mavenir為捷克T-Mobile部署云原生網絡設施
Mavenir將使用其特有的容器即服務（CaaS）云平臺來實施融合分組核心解決方案，在2G、3G、4G和5G非獨立（NSA）網絡中替換現有接入技術，同時開發有針對云原生5G獨立（SA）網絡的適配能力。
2024-02-25 15:20:11139
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