中美科技巨头都在布局,国产“第三颗主力芯片”水平如何?

4 月 28 日,中国移动在其算力网络大会上发布了一款名为 " 大云磐石 " 的 DPU(Data Processing Unit)芯片。据称该芯片实现了关键技术自主可控,带宽达到 400Gbps。相比常见的 CPU 和 GPU,DPU 芯片的知名度并不算高,而且运营商也较少高调发布芯片。那 DPU 到底有多重要,以至于中国移动公开称其是 " 国产芯片领域的重大技术突破 "。

4 月 28 日,中国移动在其算力网络大会上发布了一款名为 " 大云磐石 " 的 DPU(Data Processing Unit)芯片。据称该芯片实现了关键技术自主可控,带宽达到 400Gbps。

相比常见的 CPU 和 GPU,DPU 芯片的知名度并不算高,而且运营商也较少高调发布芯片。那 DPU 到底有多重要,以至于中国移动公开称其是 " 国产芯片领域的重大技术突破 "。

中美科技巨头都在布局

DPU 的全称是 Data Processing Unit,直译就是数据处理单元,专门用于数据处理。

根据英伟达官网定义,加速计算主要基于三个基本要素:CPU 用于串行处理和运行超线程应用程序;GPU 擅长并行处理,并针对加速现代工作负载进行了优化;DPU 非常适合基础设施计算任务,用于卸载、加速和隔离数据中心网络、存储、安全和可管理性工作负载。

对普通人来说,这些纯技术上的定义有些晦涩难懂,最多能看出不同芯片有不同分工。

如果简单点表达就是,CPU 在计算架构中有多重任务是总负责,当涉及算术运算和逻辑运算等常规计算,也就是所谓串行处理时,通常 CPU 更快;但当要大量处理类型统一的数据,也就是并行计算时,GPU 更有优势,这也是大模型训练更青睐 GPU 的原因。

随着 AI 时代来临,网络带宽和数据量急剧增长,同时 CPU 性能增速放缓,为寻求效率更高的计算芯片,解决大流量网络数据包处理占用 CPU 的问题,行业提出了 DPU 概念。

简单来说就是,CPU 做不好、GPU 做不了的任务,可以让 DPU 来处理,更专业和安全。

图源:中国移动

早在 2020 年,英伟达 CEO 黄仁勋就断言,DPU 将成为未来计算的三大支柱之一,未来数据中心标配是 CPU+DPU+GPU,CPU 用于通用计算、GPU 用于加速计算、DPU 进行数据处理。

因此,过去几年无论是科技巨头还是创业公司,都在涌入 DPU 赛道。

例如在美国,亚马逊云(AWS)2017 年就已将其 DPU 芯片商业化落地;英伟达耗资 69 亿美元收购 Mellanox,AMD 花费 19 亿美元收购 Pensando,也都是为了 DPU。

在中国,近几年华为、阿里、百度、腾讯和中国移动等都在自研与外购 DPU,初创企业中科驭数、云豹智能、星云智联、芯启源等也在加速各自在 DPU 领域的布局。

说了这么多,中国移动这次发布的 DPU 产品水平到底怎样?

根据中国移动的说法,大云磐石 DPU 芯片是由中国移动联合生态链共同研发设计,拥有 400Gbps 的数据传输能力,将国产 DPU 芯片最高传输速率提升一倍,达到全球顶尖水平。

" 该芯片拥有每秒处理百万个数据包的存储能力,远程直接存取数据(RDMA)的时延低至 5 微秒。同时,还具有低功耗、低成本特性,依托该芯片打造的磐石 DPU 硬件板卡,较上一代硬件板卡功耗下降 50%,成本下降 50%。" 中国移动表示。

从各厂商强调的信息来看,DPU 作为专门处理数据的芯片,传输速率应该是关键指标。

英伟达披露,该公司最新一代、也是第三代 DPU 产品 BlueField-3,可实现 400Gbps 的以太网和 InfiniBand 连接;AMD 代号为 "Giglio" 新一代 DPU,也可提供 2x200Gb/s 的传输速率。

由此可以看出,至少在传输速率这一指标上,中国移动的 " 大云磐石 " 已与头部芯片厂商的产品保持在同一水准。但要指出的是,英伟达 2021 年 4 月就发布了 BlueField-3。

图源:英伟达官网

DPU 创业公司要死掉 90%?

尽管 DPU 的重要性已被英伟达这样的巨头认可,但市场对 DPU 创业前景却存在不同预期。

赛迪顾问数据显示,2020 年中国 DPU 产业市场规模为 3.9 亿元,随着数据中心升级和边缘计算、新能源汽车、IoT、工业物联网等产业的发展所带来的需求增长,预计到 2025 年中国 DPU 产业市场规模将超过 565.9 亿元,年复合增长率高达 170.6%;全球 DPU 产业市场规模将超过 245.3 亿美元,年复合增长率为 51.73%。

另一边,一些技术专家曾在 2022 年预言,DPU 创业公司至少要死掉 90%。他们看衰的理由包括,DPU 没有统一标准,需要与云计算基础设施紧密绑定,产品通用性问题,没有明确大客户等。

彼时有云专家提到,在一些极简场景中,参数强大的 DPU 可以发挥作用,但云计算是一个复杂的系统,没有与软件充分融合,看起来强大的性能很难发挥出来,实际场景中的性能可能会不到宣称性能的 25%,这就很难在拥有独特软硬件架构的云计算系统中大规模应用。

还有一些芯片专家直言,英伟达前两代 DPU 几乎不能用,第三代应该能吸引一些云厂商。" 英伟达在迭代 DPU 的过程中找云厂商进行了很多深入沟通。但深入沟通也没办法完全了解云计算厂商的需求,这也导致了英伟达 DPU 在当时还只有少量客户,没有标杆性大客户。"

但同时要指出的是,自研 DPU 的中国移动,本身也是云计算企业,这让其与大部分 DPU 创业公司面临的市场情况不同。有行业专家指出,云计算大厂 IT 成本占比非常高,对数据和基础设施的把控非常严格,再考虑到数据中心架构变革等因素,所以头部厂家一定会坚定地自研 DPU。

近两年,运营商在中国云计算市场增速迅猛。IDC 数据显示,2023 下半年中国 IaaS 市场中,中国电信占据 12.9% 的份额,仅落后第二名华为 0.6 个百分点;中国移动以 8.6% 的份额排在第五;" 运营商阵营在 IaaS 领域的市场份额稳步上升,为整体市场营收持续提供增长源动力 "。

财报显示,2023 年中国电信天翼云收入 972 亿元,同比增长 67.9%;移动云收入 833 亿元,同比增长 65.6%,自有能力收入同比增长超 100%;联通云实现收入 510 亿元,同比增长 41.6%。

作为对比,民营云巨头的增速要明显逊于运营商。财报显示,阿里云 2023 自然年全年营收约为 1053 亿元,同比增长 37%;华为云实现销售收入 553 亿元人民币,同比增长 21.9%。

IDC 报告评价称,天翼云 2023 年全年财报逼近千亿大关,协助央国企等用户快速上云和用云;移动云继续强化自身基础设施布局,在智算、AI 平台研发上投入明显;联通云不断拓宽自身资源池底座,在视频云、医疗云、连锁零售、云安全运营等领域市场获得快速发展,云化收入比例持续攀升。

这次推出自研 DPU 芯片,应该也是中国移动继续发力云市场的最新举措。该公司称,磐石 DPU 将广泛应用于中国移动数据中心建设,支撑通用计算、智能计算等业务场景使用。

在这次算力网络大会上,中国移动还透露,中国移动智算中心(呼和浩特)已投产使用。该智算中心部署约 2 万张 AI 加速卡,AI 芯片国产化率超 85%,智能算力规模高达 6.7EFLOPS(每秒 670 亿亿次浮点运算)。

不出意外,这则消息也宣告 " 亚洲最大单体智算中心 " 的名头易主。在此之前,百度阳泉智算中心是亚洲最大单体智算中心,建设规模为 4 EFLOPS(每秒 400 亿亿次浮点运算)。

THE END
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