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【芯视野】GPU受追捧,DPU机会如何?

来源:爱集微

#DPU#

#中科驭数#

#芯视野#

04-08 16:15

集微网报道 逐利的资本,嗅觉最灵敏。最近,GPGPU在国内受到资本的青睐,大厂精英组团创业,巨额资本蜂拥而至。这背后,正反映出国内GPU市场未来的广阔发展前景。

与GPU一样,另一种新型领域专用处理器DPU正悄然兴起。DPU,是Data Processing Unit的简称,是面向数据中心的专用处理器。与GPU时下的炙手可热不同的是,DPU产品还处于发展初期阶段,但其顺应数据爆发浪潮的特性,已吸引了从半导体巨头到创业公司的广泛关注。

DPU-下一代重要算力芯片

随着全球数据爆炸和人工智能革命的展开,算力增长已满足不了数据增长的需求。据IDC统计,全球算力的需求每3.5个月就会翻一倍,远远超过了当前算力的增长速度。在此驱动下,全球计算、存储和网络基础设施也在发生根本转变,一些复杂的工作负载,在通用的CPU上不能很好的处理,因此,“X”PU芯片便应运而生了,GPU、FPGA等芯片之外,DPU就是下一个“X”PU。

连最大的通用CPU供应商英特尔也不得不接受这一点,英特尔公司一位发言人在最近的第三代至强发布会上表示,“过去一年,英特尔也一直在转型,从一家CPU公司转型为一个XPU平台公司,而‘X’就代表了很多不同的产品,包括FPGA,AI加速芯片等。”

GPU厂商英伟达也持同样观点,在去年宣布推出DPU芯片时,英伟达创始人黄仁勋表示:“数据中心已成为新型计算单元。在现代化、安全的加速数据中心中,DPU 已成为其重要的组成部分。CPU、GPU 和 DPU 的结合,可构成完全可编程的单一 AI 计算单元,提供前所未有的安全性和算力。”

“DPU就是做那些‘CPU做不好,GPU做不了’的计算任务的。”中科院计算所研究员、中科驭数创始人兼CEO鄢贵海告诉集微网,“作为最新发展起来的专用处理器的一个大类,DPU产生的背景是数字智能时代,数据爆发导致的‘端—边—云一体化’趋势带来的对计算延迟、数据安全、资源虚拟化的需求。”

通俗来说,鄢贵海进一步解释道,如果把一台计算机或服务器比作一个团队,CPU相当于这个团队的“大管家”,负责思考并处理各种业务;GPU是“美工”,专攻图像处理;DPU则相当于“前台”,负责打包、拆包“数据包”,提升整个团队的工作效率。

从未来数据中心的强大需求看,DPU有可能成为继CPU和GPU之后的第三颗算力芯片。

不同的DPU方案,生态初显

作为一个新生事物,目前涉足DPU产品的公司还并不多。除了英特尔、博通、Marvell、英伟达等巨头以外,还有一些初创公司Fungible、Pensando、中科驭数等致力开发DPU产品。但每家的DPU产品都不一样。

据鄢贵海介绍,现有的DPU大体上有两种类型:1)以通用众核为基础的同构众核DPU,例如博通的Stingray架构,以多核ARM为核心,以众取胜,可编程性比较好,但是应用的针对性不够,对于特殊算法和应用的支持相对于通用CPU没有优势。2)以专用核为基础,构建异构核阵列。这种结构针对性强,性能好,但牺牲了部分灵活性。现有的最新的产品趋势是二者的折中,而且专用核的比重越来越来大,英伟达最新的BlueField2系列DPU的结构就包括4个ARM核及多个专用加速核区域,Fungible的DPU包含52个MIPS小型通用核,但还包含6个大类的专用核。

“不同于Broadcom、Fungible等国外芯片厂商,中科驭数的DPU将重点放在异构核上,以针对性算法加速为核心,通过KPU架构来组织异构核,而没有采用原来众核为主的架构。”鄢贵海表示,异构核架构能带来更高效的数据处理效率、获得更直接的使用接口,以及更佳的虚拟化支持。最近,中科驭数宣布了其下一颗DPU芯片研发计划,可处理高达200G网络带宽数据,该颗芯片预计将于2021年底流片。

国内创企机会在哪?

在DPU这一全新赛道上,既有着几十年积累的半导体巨头,同时也不乏刚成立几年的新创公司。

DPU产品何时能走上主流应用?国内创企机会在哪?

在鄢贵海看来,现在的DPU所处的状态,有点像上世纪90年代的GPU。当时,随着对图形图像处理的需求,GPU应运而生并逐渐发展到目前的GPGPU,深度学习算法的爆发,又让GPU找到了新的用武之地,伴随着AI浪潮的出现,GPU终于成为了CPU之外另一个重量级数据中心芯片。

现在,DPU也是一样,鄢贵海甚至认为,未来DPU的数量可能会超过GPU。根据Fungible和英伟达的预测,用于数据中心的DPU量级将达到和数据中心服务器等量的级别。服务器每年新增大约千万量级,每台服务器可能没有GPU,但一定会有一颗或者多颗DPU,好比每台服务器都必须配网卡一样。服务器每年新增大约1500万台,每颗DPU如果以1万元计算,这将是千亿量级的市场规模。而且,未来,DPU的市场可能不只局限在服务器端,还会出现在边缘端,例如智能驾驶的V2X场景,以及一些消费级DPU产品,用于在隐私保护等业务上提升终端的用户体验。这将是一个不可估量的发展空间。

同时,中国广阔的市场前景也为国内企业发展提供了独有的优势。“中国拥有世界最强的互联网产业、规模最大的网民和线上生态,数据的大爆发,推动了算力的需求。这些都为国产DPU产品带来很大的发展机遇。”鄢贵海说,“国内创企凭借专注、创新、敢拼能打的势头,并不一定就比不过那些巨头。”

出身于计算机体系结构“国家队”——中科院计算所计算机体系结构国家重点实验室,中科驭数团队凭借在芯片架构领域10多年的技术积累,自主研发了KPU芯片架构,走出了一条不同于国际巨头的DPU开发之路。在金融极速交易、金融风控、极低时延数据库异构加速等场景中的广泛应用,已证明中科驭数DPU产品的优异性能。鄢贵海透露,除了深耕金融领域,2021年中科驭数产品的商业应用还将逐步拓展到混合云、数据中心、电信通信等领域。

如CPU一样,DPU也是一个重设计和应用的产品,生态建设和应用支撑是其能否发展壮大的关键。只有围绕DPU产品的上下游生态建设起来,应用场景丰富落地,DPU才能真正担起下一代重量级算力芯片的重任。

在DPU生态创立之初,国内企业难得的与国外巨头站在了同一起跑线上,如中科驭数这样的新创企业从高端芯片设计入手,以设计作为牵引,以点带面,带动其他环节的兴起,不能不说,国内企业在这一领域拥有着广阔的发展空间。(校对/Sky)

责编: 慕容素娟

清泉

作者

微信:qingq-wly

邮箱:wangly@lunion.com.cn

作者简介

集微网记者,关注半导体设计制造、汽车电子、人工智能及AIoT产业链。微信:qingq-wly

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