2023年云计算通用可编程DPU发展白皮书

《“十四五”数字经济发展规划》中指出数字经济是继农业经济、工业经济之后的主要经 济形态，是以数据资源为关键要素，以现代信息网络为主要载体，以信息通信技术融合应用、 全要素数字化转型为重要推动力，促进公平与效率更加统一的新经济形态。随着数字经济的 持续发展，算力需求呈爆发性增长，算力正在逐步成为新时代的核心生产力。算力的发展同 步带动了网络的变革，构建高效、灵活、敏捷的算力基础设施底座，成为数据中心网络新型 基础设施基于数据算力驱动和演进的关键。

中国移动云能力中心 IaaS 产品部总经理刘军卫谈到:“随着人类生产力进入算力时代， 传统以 CPU 为核心的架构正在遭受算力瓶颈考验，多样化算力需求亟需软硬件架构全面变 革，算力技术发展必将遵循‘软件定义一切，硬件加速一切’的理念，重构算力基础设施，通 用可编程加速单元 DPU 将成为新的算力核心，重新定义算力时代云计算技术新标准，构建 算力时代新技术曲线。”

面向数据中心基础设施的通用数据处理芯片(Data Processing Unit，以下简称 DPU)， 是新近发展起来的一种通用数据处理器，是底层架构和上层服务相互作用的产物。同时， DPU 也是支撑各平台间互联互通的关键节点。

DPU 要解决的不仅是基础设施“降本增效”的问题，也要解决现有数据中心网络基础设 施架构不能满足飞速增长的数据算力需求的问题。随着数据中心应用部署的复杂度持续增高 和数据中心规模的不断扩展，不但各个数据中心之间，而且数据中心内部之间数据交换的需 求也呈倍数的增长。当前在数据中心的应用中，数据交换不仅仅是简单的服务器之间的数据 搬运，还需要对数据进行有效的智能化处理。传统基础网卡(NIC)以及后续的智能网卡 (SmartNIC) 由于本身技术结构的限制，无法在飞速发展的数据中心技术演进中承担起对数 据交换和智能处理的需求，它们正在被 DPU 这种通用数据处理器所取代。着眼于数据中心 的技术发展和演进，DPU 作为通用的数据处理器，它不是对 NIC/SmartNIC 的简单替代，而是对网络基础架构的本质改变。DPU 本身所具有的通用层级化可编程性、低时延网络、 统一管控的特性使得 DPU 正在促进新一代数据中心从架构上实现优化和重构。DPU 作为 通用数据处理的基础部件，将卸载原本运行在 CPU、GPU 中的通用数据处理任务，释放 CPU、 GPU 的算力，支撑 CPU、GPU 发挥更大的效能。

本白皮书通过阐明和分析 DPU 发展的过程与现状，指出哪些 DPU 特性是解决上述核 心问题的关键点，从而推动 DPU 技术的深入发展，助力实现完整的生态链建设和产业落地。