中國DPU智能網卡行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及投資前景分析

• 吳亞楠 2023年9月12日 來源：互聯(lián)網 237 7
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隨著物聯(lián)網設備、自動駕駛汽車、聯(lián)網家庭和聯(lián)網工作場所數(shù)量的不斷增加，數(shù)據中心的數(shù)據愈加趨向飽和。

DPU作為突破數(shù)據流量指數(shù)級增長帶來的性能瓶頸的關鍵技術，成為構建新型算力基礎設施的重要基礎部件和下一代芯片技術競爭的高地。面對廣闊的應用前景和巨大的市場空間，國際芯片巨頭先后布局DPU產品。在商業(yè)落地方面，國產自研DPU推進順利，目前云脈芯聯(lián)已與國內頭部數(shù)據中心解決方案供應商合作推進無損網絡端網融合解決方案并完成測試。

作為算力產業(yè)鏈上重要的基礎部件，近年來DPU應用發(fā)展迅速，國內芯片研發(fā)突飛猛進。

中國DPU智能網卡行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及投資前景分析

報告基于行業(yè)調研，從產業(yè)政策、產業(yè)規(guī)模、賦能經濟三個方面，以數(shù)字基礎設施建設發(fā)展需求為切入，重點梳理了DPU核心價值、關鍵推動技術，并對未來發(fā)展前景進行了展望。報告內容深入淺出，全面、深刻反映了當下DPU行業(yè)的發(fā)展情況。

DPU 是以數(shù)據處理為中心的芯片，是繼 CPU、GPU 之后的“第三顆主力芯片”。DPU 是一種提供數(shù)據中心基礎設施服務的通用處理器，可以卸載及加速網絡、存儲、安全和管控等基礎功能，釋放更多的 CPU 算力供客戶使用。

隨著云計算虛擬化技術的發(fā)展，網卡的發(fā)展基本可以分為三個階段：

1. 傳統(tǒng)基礎網卡 NIC：負責用戶數(shù)據交互的網絡設備，具有較少的硬件卸載能力;

2. 智能網卡 SmartNIC：具備豐富的數(shù)據平面硬件卸載能力;

3. 數(shù)據處理器 DPU：兼具智能網卡功能的同時，又可以卸載控制平面業(yè)務，實現(xiàn)了控制平面與數(shù)據平面的通用可編程加速。

根據中研普華研究院撰寫的《2023-2028年中國DPU智能網卡市場發(fā)展戰(zhàn)略及投資建議規(guī)劃報告》顯示：

計算存儲已經作為性能加速器進入數(shù)據中心，在存儲設備級別處理數(shù)據，減少了CPU 和存儲設備之間的數(shù)據傳輸。計算存儲支持實時數(shù)據分析，并通過減少輸入/輸出瓶頸來提高系統(tǒng)性能。CSD看起來與常規(guī)存儲驅動器相同，但它們包含一個多核處理器，用于執(zhí)行一些功能，例如在數(shù)據進入存儲設備時對數(shù)據進行索引，并在存儲設備中搜索特定條目。

由于實時處理和分析數(shù)據的需求不斷增長，CSD越來越受歡迎。數(shù)據不再需要在存儲設備和 CPU 之間傳輸。相反，數(shù)據在存儲設備本身上進行處理，在數(shù)據所在的確切位置為存儲介質提供計算能力，從而實現(xiàn)實時分析和決策。

隨著物聯(lián)網設備、自動駕駛汽車、聯(lián)網家庭和聯(lián)網工作場所數(shù)量的不斷增加，數(shù)據中心的數(shù)據愈加趨向飽和。因此，需要一種解決方案，使數(shù)據中心能夠處理不斷增加的進出和通過數(shù)據中心傳輸?shù)臄?shù)據量。

數(shù)據處理單元，通常稱為DPU，是一種新型可編程的高性能處理器，優(yōu)化執(zhí)行和加速由數(shù)據中心服務器執(zhí)行的網絡和存儲功能。DPU 就像 GPU 一樣插在服務器的 PCIe 插槽上，它們允許服務器將網絡和存儲功能從 CPU 卸載到DPU上 ，從而使 CPU 專注于運行操作系統(tǒng)和系統(tǒng)應用程序。DPU 通常使用可重新編程的 FPGA 與網卡相結合來加速網絡流量。

DPU是由三個主要元件組成的片上系統(tǒng)。首先，數(shù)據處理單元通常有一個軟件可編程的多核 CPU 。第二個元件是高性能網絡接口，它使 DPU 能夠解析、處理并在網絡中有效地傳輸數(shù)據。第三個元件是一組豐富的靈活、可編程的加速引擎，它將網絡和存儲功能從 CPU 卸載到 DPU。

此外，DPU 可用于處理包括網絡安全、防火墻任務、加密和基礎設施管理在內的功能。

DPU 專用處理單元用來解決數(shù)據中心通用基礎設施虛擬化的性能瓶頸，通用處理單元則保證 DPU 的通用性，使得 DPU 能夠廣泛適用于各家云廠商的基礎設施，實現(xiàn)了數(shù)據中心虛擬化軟件框架向 DPU的平滑遷移。

國內 DPU市場發(fā)展現(xiàn)狀

隨著 DPU 產業(yè)的快速發(fā)展，國內也涌現(xiàn)出了一大批 DPU 公司，本章主要介紹了一些國內 DPU 廠商和其產品。

2022 年阿里云峰會上，阿里云正式發(fā)布了云基礎設施處理器 CIPU，CIPU 的前身是MoC 卡 (Micro Server on a Card)，MoC 卡是神龍架構的靈魂所在。MoC 卡擁有獨立的I/O、存儲和處理單元，承擔了網絡、存儲和設備虛擬化的工作。

第一代和第二代 MoC 卡解決了狹義上的計算虛擬化零開銷的問題，網絡和存儲部分的虛擬化仍由軟件實現(xiàn)。第三代MoC 卡實現(xiàn)了部分網絡轉發(fā)功能硬化，網絡性能大幅提升。第四代 MoC 卡實現(xiàn)了網絡、存儲全硬件卸載，還支持了 RDMA 能力。

賽靈思提供帶各種產品的 ALVEO 系列SmartNIC，英特爾及其合作伙伴提供了多種基于 FPGA 的 SmartNIC 解決方案，以加速大型數(shù)據中心的數(shù)據處理工作負載。英特爾稱其 SmartNIC“通過將交換、存儲和安全功能卸載到集成了英特爾 FPGA 和英特爾至強處理器的單一 PCIe 平臺上來提高數(shù)據中心的性能水平?！?英特爾提供了第二個更新的 SmartNIC解決方案，稱為 Silicom FPGA SmartNIC N5010，它結合了英特爾 Stratix 10 FPGA 和英特爾以太網 800 系列適配器，為組織提供 4個100 Gigabit 以太網端口，為數(shù)據中心提供充足的帶寬。

在激烈的市場競爭中，企業(yè)及投資者能否做出適時有效的市場決策是制勝的關鍵。DPU智能網卡行業(yè)報告對中國DPU智能網卡行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、競爭格局及市場供需形勢進行了具體分析，并從行業(yè)的政策環(huán)境、經濟環(huán)境、社會環(huán)境及技術環(huán)境等方面分析行業(yè)面臨的機遇及挑戰(zhàn)。還重點分析了重點企業(yè)的經營現(xiàn)狀及發(fā)展格局，并對未來幾年行業(yè)的發(fā)展趨向進行了專業(yè)的預判。

本報告同時揭示了DPU智能網卡市場潛在需求與潛在機會，為戰(zhàn)略投資者選擇恰當?shù)耐顿Y時機和公司領導層做戰(zhàn)略規(guī)劃提供準確的市場情報信息及科學的決策依據，同時對政府部門也具有極大的參考價值。同時包含大量的數(shù)據、深入分析、專業(yè)方法和價值洞察，可以幫助您更好地了解行業(yè)的趨勢、風險和機遇。

想了解關于更多DPU智能網卡行業(yè)專業(yè)分析，可點擊查看中研普華研究院撰寫的《2023-2028年中國DPU智能網卡市場發(fā)展戰(zhàn)略及投資建議規(guī)劃報告》。

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  2023-2028年中國DPU智能網卡市場發(fā)展戰(zhàn)略及投資建議規(guī)劃報告

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