首次被國家正名的DPU
日前，工業和信息化部、中央網信辦、教育部、國家衛生健康委、中國人民銀行、國務院國資委等六部門聯合印發了《算力基礎設施高質量發展行動計劃》（以下簡稱“行動計劃”）。
該行動計劃中提到“促進數據處理器（DPU）、無損網絡等技術的研發與應用”，這是DPU首次出現在國家層面的文件中。
誠然，數字經濟已經成為了大國發展的重中之重，與此同時，新一輪人工智能浪潮對算力發展提出了更高層次的要求，算力效率的提升則是箭在弦上，不得不發。
而國家層面為DPU正名也意味著其在提升算力高效運載能力，優化算力高效運載質量，促進綠色低碳算力發展，引導算力基礎設施高質量發展等方面有著至關重要的作用。
比如在英偉達最新一代的超強人工智能系統DGX GH200里，DPU是除GPU以外的另外一顆核心芯片，從中足以看出DPU在算力效率提升的重要性以及在人工智能時代的地位。
巧合的是，在行動計劃發布的同一周，中國移動就率先發布了自研DPU產品——磐石DPU，其吞吐量達到400Gbps，比中移動之前FPGA版本的性能提升4倍，功耗降低50%，是目前國內最先進、性能最高的DPU芯片，重新定義了DPU硬件和軟件標準體系。同時，在RDMA上可達到200Gbps，也是國內首創。
據悉，這并非是中國移動在DPU方面的唯一動作，在今年四月，中國移動曾與云豹智能聯合發布了《云計算通用可編程DPU發展白皮書》，在近期召開的中國移動伙伴大會上，雙方又聯合發布了COCA白皮書。
需要指出的是，現在國內行業其他公司都用的FPGA方案，對于國內電信運營商來說，如果業界有一款商用的有足夠競爭力的DPU SoC，其將毫無疑問地從CPU+FPGA的DPU解決方案升級到DPU SoC方案。
而中國移動首次發布DPU芯片方案也將云計算行業競爭提升到了一個新的高度，據知情人士透露，中國聯通和中國電信也都在醞釀自研DPU的相關動作。
不難推測，三大運營商積極投入自研DPU賽道勢必將倒逼其他云計算廠商將技術方案向此傾斜，一來，他們代表了國家隊的技術方向，二來，最近兩年，作為新闖入者的運營商云來勢洶洶，已經在云計算市場站穩了腳跟，并蠶食了一定的市場份額。
DPU，不言而喻的重要性
雖然在近期國家層面才首提DPU，但早在兩三年前，DPU就在國內芯片市場掀起了一陣風潮，甚至成為了資本和大廠熱追的風口。當然，這背后也折射出了這樣一種行業共識，即技術趨勢正在從以計算為中心（CPU為中心）向以數據為中心（DPU為中心）演進。
對于這一點，則要從CPU談起。
眾所周知，自計算機問世以來，一直采用的馮·諾依曼架構，該架構以計算和存儲為核心。其中CPU作為處理器單元，負責執行各種算術和邏輯計算。RAM和硬盤則負責存儲數據，并與CPU進行交互。
再后來圖形、3D設計等多媒體軟件的高速發展，要處理的工作量越來越大，也越來越復雜。為了幫CPU分擔壓力，專門進行圖像和圖形處理工作的GPU應運而生。
如今，隨著數據量的指數性增長，計算任務難度和復雜性的增加，傳統以CPU為中心的數據中心架構也開始面臨性能的考驗，此時，DPU作為一種面向海量數據的新型專用處理器，能夠起到為CPU分擔的作用。
提到DPU，很多人首先想到的是數據中心，是算力。但其實從功能角度來看DPU，英偉達給出了一個形象的回答——用來把數據在正確的時間放到正確的位置。
具體地，“正確的時間”指的是必須滿足延遲要求，帶寬要能達到數據量，數據帶寬要做到匹配；“正確的位置”則是要把所有的遠程資源都本地化，所有的跨節點訪問都要做的跟訪問本地的資源是一樣的。
通俗一點講，在云計算系統當中，如果說數據是一輛輛快速奔馳的汽車，那么DPU則是指揮這些汽車高效行駛的交通燈，可見，DPU能夠有效提升算力高效運載能力。
如果說，DPU在功能性上的作用是為行業帶來了新的技術核心，那么對于國家和企業來講，DPU還起到了切實的降本增效的作用。
首先，從國家層面來講，數字經濟顯然已經成為了大國之爭，而數字經濟說到底是成本決定的，因此誰能用最低的成本完成最高級的算力部署，誰就在這場競爭中占據了主動。尤其是人工智能浪潮之下，大規模數據需要經過復雜的集群訓練，就算10%的算力效率提升，都意味著將節約幾十上百億的成本。
DPU之于數字經濟，猶如燃燒過程中的氧氣，雖然氧氣不是燃料，但是沒有氧氣就無法進行燃燒。當前不僅需要新的算力，也需要新的網絡，而同時能夠做到算力與網絡提升的，只有DPU，也就是說沒有DPU這樣的基礎設施，任何算力都將成為空談。
其次，從企業本身來講，云計算在國內發展了十余載，但盈利一直是困擾云計算企業的難題。
而云計算的商業模式很簡單就是通過互聯網提供計算資源、存儲資源和應用程序服務，簡單點，就是售賣算力資源，是規模化的生意。難以盈利的原因，也顯而易見——算力成本高。也就是說，如果能夠提高算力效率，那么盈利也并非空中樓閣。
以AWS為例，根據亞馬遜發布的2022年度財報顯示，AWS業務全年營收約為801億美元，同比2021財年增長29%。營業利潤228億美元, 營業利潤率為28.7%。其財報指出，AWS能夠同時保持高營業利潤和高增長，離不開DPU技術(Nitro)。
此外，我們在上文提到，沒有DPU作為基礎設施，算力難以展開，這也直接影響到云計算企業的競爭排位。也正是上述兩個原因，國內云計算廠商的玩家均對DPU展開了重點布局。
玩家眾，成者少
值得一提的是，國內DPU賽道中站滿了各路玩家，但各家的技術路線選擇并不相同。
目前國內云廠商大部分還是基于CPU+FPGA的DPU解決方案，這些方案在研發投入上擁有一定的時間優勢，但因其功耗過高及性能受到限制，并未達到新一代云計算的要求。比如阿里云、騰訊、字節跳動等互聯網巨頭，以及一些DPU創業公司星云智聯、云脈芯聯、中科馭數、大禹智芯、益思芯、芯啟源等。
然而，縱觀DPU架構和技術發展歷程，可以明確看到DPU SoC(System-on-Chip)是當前國外頭部云服務提供商和DPU廠商的主流技術路線。
我們也看到了國外行業領先企業的發力和探索。
早在2015年，全球最大的云服務商AWS收購半導體公司Annapurna開發DPU SoC芯片，開啟了DPU應用的序幕。如今以亞馬遜、Nvidia、Intel和AMD等為代表的頭部企業都陸續通過自研或并購的方式在DPU SoC上進行研發投入。
例如，AWS最早研發DPU SoC芯片，并在多年前已最先實現了DPU SoC(AWS稱之為Nitro)商業化的成功部署；Intel與google合作開發Mount Evans系列的DPU SoC；Nvidia于2020年以69億美元收購Mellanox，隨后快速面向全球數據中心市場推出了BlueField系列的DPU SoC；AMD于2022年以19億美金收購了DPU SoC廠商Pensando。
當然，在國內也有一家創業公司——云豹智能，選擇了DPU SoC這條技術路線。雖然SoC的性價比高很多，但由于開發SoC要求團隊擁有豐富的經驗和多年的技術積累，并能夠承擔巨大的資金投入，所以之前很多大廠和創業公司都選擇了投入成本較低但性能也相應低的路線。
DPU SoC的技術壁壘究竟有多高？專業人士給出的答案是要遠遠超過CPU和GPU，因為這項技術不但涉及到了芯片本身，還有復雜的軟件系統。
這樣的技術壁壘和資金投入也就說明了DPU SoC是個贏家獨贏的賽道。正如GPU在海外成就了英偉達一樣，將來DPU也是如此，會出現一家獨占鰲頭的公司。
而此次國家將DPU提到了新的高度，其也再次成為關注的焦點，讓這個有些降溫的賽道，重拾了熱度，未來格局如何演進，著實讓人興奮和期待。
