DPU：数据中心的隐形引擎

DPU，全称数据处理器（Data Processing Unit），是一种专门用于处理数据中心中数据流动与基础设施任务的专用处理器。它既不像CPU那样直接参与最终的业务决策，也不像GPU般负责图形渲染或AI训练，而是一种介于网络接口与主机系统之间的智能处理单元。可以把它想象成数据中心里的“交通指挥官”，它确保所有数据“车辆”都能快速、安全、有序地通行，不堵车、不绕路、不出事故。

简单来说，DPU是专为“数据密集型任务”而生的协处理器，是现代数据中心实现高效、低延迟、高安全运行的关键一环。

DPU为什么会出现，是CPU不够用了吗？

答案是：在某些场景下，确实“力不从心”。

随着云计算、虚拟化、大数据和AI的普及，数据中心每天需要处理的数据量呈指数级增长。传统的CPU不仅要运行应用程序，还要承担大量“幕后工作”。这些任务虽然重要，但却非常消耗CPU资源。这不仅浪费了昂贵的计算资源，还带来了延迟增加、性能波动等问题。

于是，业界开始思考：能不能把这些“脏活累活”交给一个专门的硬件来处理？

这就是DPU诞生的初衷——通过硬件卸载，把基础设施任务从CPU中剥离出来，让CPU专注业务，让系统更高效、更稳定。

要了解DPU的功能，首先需要清楚DPU、CPU、GPU的区别在哪里。

DPU的核心价值在于智能卸载和加速处理。它的核心能力可以概括为以下几类：

网络处理加速

DPU能高效处理网络协议栈、数据包转发、负载均衡等任务，显著降低网络延迟，提升吞吐量。在高并发场景下，这种能力尤为重要。

存储虚拟化与加速

在云环境中，存储资源常常被虚拟化并动态分配。DPU可以承担RDMA（远程直接内存访问）等协议的处理，实现高性能、低延迟的存储访问。

安全隔离与加密

数据安全是重中之重。DPU内置硬件级加密引擎，可实现数据传输加密、访问控制、安全隔离等功能，甚至能在不依赖主机CPU的情况下完成端到端的安全防护。

资源虚拟化与管理

DPU支持硬件级别的虚拟化卸载，能够管理虚拟机或容器的网络和存储资源，提升虚拟化效率，降低主机开销。

可观测性与监控

DPU还能实时收集网络流量、系统性能等数据，为运维提供精细化的监控能力，帮助快速定位问题。

DPU就像是数据中心里的管家，默默承担了大量繁琐但关键的底层工作，让整个系统运行得更加顺畅。

云计算平台

大型云服务商利用DPU构建更高效的虚拟化基础设施，实现租户之间的安全隔离，同时提升资源利用率和性能一致性。

企业数据中心

在私有云或混合云环境中，DPU帮助企业在不升级服务器的情况下，提升网络和存储性能，降低总体拥有成本。

高性能计算与AI训练

在AI大模型训练中，数据需要在数千个GPU之间高速流动。DPU通过优化通信效率，减少CPU负担，显著加快训练速度。

边缘计算

在靠近用户侧的边缘节点，DPU可用于快速处理本地数据，支持低延迟的工业自动化、智能交通等应用。

电信与5G网络

在5G核心网和边缘云中，DPU被用于加速用户面功能，实现高速数据转发和网络切片管理。

随着全球数字化进程加速，数据爆炸式增长，AI与云原生普及，软硬协同的大趋势，数据中心对性能、效率和安全的要求越来越高，未来几年，DPU市场将迎来爆发式增长。

在不久的将来，DPU有望与CPU、GPU并列，成为未来计算架构的三大支柱之一。它不仅将重塑数据中心的底层架构，还可能推动新一轮的技术革新。

顺应DPU发展的洪流，中兴通讯在2024年召开的年度云网生态峰会上推出了基于自研的定海芯片的DPU。

定海DPU网络接口支持2x100GbE，支持PCIe5.0接口，采用RDMA技术，可实现零拷贝数据传输，降低CPU负载，显著提升带宽利用率和降低延迟。

定海芯片支持网络卸载加速和存储卸载加速。

通过软硬结合的硬件加速技术，将计算、网络、存储、安全以及RDMA卸载到加速硬件上，全面提升计算、网络和存储性能，实现硬件安全隔离，“零信任”安全。

定海芯片优秀的算力表现，适用于视频流分析、游戏、VR等低延迟高带宽场景‌。定海芯片具有高性能、低功耗，可用于服务器、数据中心等领域。

定海DPU兼顾高性能和易用性，支持Linux、CGSL、欧拉、龙蜥等操作系统;适用于通用服务器，兼容标准OpenStack和Kubernetes软件架构，适配标准云平台，部署简单，运维方便。