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《专用数据处理器(DPU) 技术白皮书》
The Technical White paper of Data Processing Unit
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编写单位

主编单位
  • 中国科学院
    计算技术研究所

联合编写发布单位
  • 中科驭数(北京)科技有限公司

  • 计算机体系结构国家重点实验室

  • 中国计算机学会集成电路设计专业组

白皮书目录

一、DPU技术发展概况
  1. 1.1. 什么是DPU
  2. 1.2. DPU的发展背景
  3. 1.3. DPU发展历程
  4. 1.4. DPU与CPU、GPU的关系
  5. 1.5. DPU的产业化机遇
二、DPU特征结构
  1. 2.1. DPU是以数据为中⼼IO密集的专用处理器
  2. 2.2. 计算平台从“计算为中⼼”转向“数据为中⼼”
  3. 2.3. ⼀种DPU参考设计
  4. 2.4. DPU具备的主要功能
三、DPU应用场景
  1. 3.1. 应用场景⼀:⽹络功能卸载
  2. 3.2. 应用场景⼆:存储功能卸载
  3. 3.3. 应用场景三:安全功能卸载
四、DPU软件栈五层模型
  1. 4.1.软件栈开发面临的挑战
  2. 4.2. DPU异构计算架构五层开发模型
  3. 4.3. 典型软件框架案例
五、业界产品概要
  1. 5.1.NVIDIA BLUEFIELD2
  2. 5.2.INTEL IPU(MOUNT EVANS
  3. 5.3.MARVELL OCTEON
  4. 5.4.FUNGIBLE DPU
  5. 5.5.中科驭数 K2 DPU
六、DPU发展展望

内容摘要


DPU(Data Processing Unit)是新近发展起来的一种专用处理器。2020年NVIDIA公司发布的DPU产品战略中将其定位为数据中心继CPU和GPU之后的“第三颗主力芯片”,掀起了一波行业热潮。DPU的出现是异构计算的一个阶段性标志。与GPU的发展类似,DPU是应用驱动的体系结构设计的又一典型案例;但与GPU不同的是,DPU面向的应用更加底层,类型也更多样。DPU要解决的核心问题是基础设施的“降本增效”,即将“CPU处理效率低下、GPU处理不了”的负载卸载到专用DPU,提升整个计算系统的效率、降低整体系统的总体拥有成本(TOC)。新一代的DPU不仅可以作为运算的加速引擎,还具备控制平面的功能,能够运行Hypervisor,更高效的完成网络虚拟化、IO虚拟化、存储虚拟化等任务,彻底将CPU的算力释放给应用程序。DPU的出现也许是体系结构朝着专用化路线发展的又一个里程碑。

本白皮书将重点分析DPU产生的背景、应用场景、技术特征及软硬件参考架构,并对目前已经公布的DPU产品做简要的比较分析,为后续DPU技术发展提供必要的参考。

《专用数据处理器(DPU) 技术白皮书》
Technical White paper of Data Processing Unit
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