一、DPU的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值及落地情況

·  證券基金行業(yè)

金融信創(chuàng)已步入深水區(qū)，由“邊緣替代”邁向“核心替代”。在金融行業(yè)，核心交易系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的需求從毫秒級提升到微秒甚至納秒，低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的核心設(shè)備長期被國外廠商Solarflare與Mellanox壟斷，時(shí)延和安全問題成了制約銀行、證券、期貨等行業(yè)發(fā)展的難點(diǎn)之一，行業(yè)內(nèi)純軟件的加速方案遭遇瓶頸，超低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)解決方案可有效解決這一難題，并實(shí)現(xiàn)完全自主可控。

中科馭數(shù)基于自主研發(fā)的低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)DPU卡構(gòu)建超低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)，支撐金融交易核心鏈路從底層硬件到上層應(yīng)用系統(tǒng)具備超低時(shí)延、低抖動、完全自主可控等特性，在超低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域真正打破壟斷，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)升級替代。目前，中科馭數(shù)的DPU系列產(chǎn)品已經(jīng)在金融證券領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；涞?，同時(shí)也是上交所天相實(shí)驗(yàn)室、以及申萬宏源、東證期貨等低時(shí)延實(shí)驗(yàn)室參與方，助力超過30家金融機(jī)構(gòu)完成核心超低時(shí)延系統(tǒng)替換，有力保障金融系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

以國內(nèi)某頭部證券機(jī)構(gòu)廠商的落地情況為例，中科馭數(shù)低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)DPU卡在部署某金融機(jī)構(gòu)核心交易系統(tǒng)之后，解決了該金融機(jī)構(gòu)交易系統(tǒng)的低時(shí)延問題，幫助高頻交易客戶實(shí)現(xiàn)交易全鏈路時(shí)延優(yōu)化，滿足了核心交易場景下對低時(shí)延、低抖動的極致要求。

中科馭數(shù)低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)DPU卡作為證券交易鏈路的關(guān)鍵一環(huán)，對于證券行業(yè)全國產(chǎn)信創(chuàng)改造至關(guān)重要。申萬宏源聯(lián)合中科馭數(shù)等多家軟硬件廠商成立低時(shí)延實(shí)驗(yàn)室，針對國內(nèi)證券機(jī)構(gòu)核心業(yè)務(wù)全信創(chuàng)改造的可能性進(jìn)行了權(quán)威實(shí)驗(yàn)測試，全面對比了全信創(chuàng)方案與非信創(chuàng)方案在基礎(chǔ)設(shè)施測評、以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)測評下的不同技術(shù)性能表現(xiàn)。測試結(jié)果顯示，基于當(dāng)前性能最優(yōu)的超頻服務(wù)器，與Arista7150構(gòu)成的集成測試環(huán)境中，D廠柜臺在使用中科馭數(shù)網(wǎng)卡時(shí)性能表現(xiàn)最佳，柜臺應(yīng)答全鏈路時(shí)延領(lǐng)先17%；相比當(dāng)前半信創(chuàng)生產(chǎn)環(huán)境，采用華為CE6885 + 鯤鵬920 + 中科馭數(shù)SWIFT-2200N，在全信創(chuàng)環(huán)境下整體提升6%-11%。鏈接參考：https://mp.weixin.qq.com/s/kpA32s8X1oJiFmwy6DKvmQ

隨著信創(chuàng)全面提速和展開，信創(chuàng)云也是當(dāng)前證券機(jī)構(gòu)上云的重要選擇。東方證券信創(chuàng)云平臺歷時(shí)4年多的持續(xù)建設(shè)和技術(shù)積累，目前已初具規(guī)模。從2023年開始，東方證券開始和中科馭數(shù)接觸，進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研討和產(chǎn)品的POC測試，嘗試引入低時(shí)延技術(shù)引入到我們信創(chuàng)云之中。隨著國產(chǎn)DPU卡的引入，進(jìn)一步優(yōu)化低時(shí)延信創(chuàng)云平臺業(yè)務(wù)架構(gòu)，圍繞信創(chuàng)建設(shè)和時(shí)延優(yōu)化雙重目標(biāo)，打造一云多芯、超低時(shí)延的信創(chuàng)云。“一云多芯” 作為信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)鏈承上啟下的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對下納管多種國產(chǎn)CPU和DPU網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度資源，屏蔽底層差異性；對上兼容各種國產(chǎn)操作系統(tǒng)、國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫和各類低時(shí)延應(yīng)用。

·  銀行

在銀行領(lǐng)域，近年來移動互聯(lián)網(wǎng)與金融科技的飛速發(fā)展，銀行數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)請求數(shù)量以及數(shù)據(jù)處理數(shù)量極速上漲。同時(shí)由于金融創(chuàng)新需求，銀行業(yè)開展的的業(yè)務(wù)種類也呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。這些現(xiàn)狀都對銀行業(yè)的IT基礎(chǔ)設(shè)施，尤其是云化設(shè)施提出了新的嚴(yán)苛挑戰(zhàn)。隨著云原生技術(shù)的發(fā)展，其更加輕量的應(yīng)用部署策略與更加完善的生命周期管理機(jī)制，逐漸成為下一代云計(jì)算的操作系統(tǒng)基座。同時(shí)，隨著數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)帶寬的更新?lián)Q代以及存儲技術(shù)的進(jìn)步，云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施消耗的CPU資源逐漸增加。

在此背景下，作為中科馭數(shù)重要客戶的某大型國有銀行希望能借助新興的DPU技術(shù)完成下一代云計(jì)算系統(tǒng)的驗(yàn)證與建設(shè)，達(dá)到降本增效的目的。中科馭數(shù)解決方案可以匹配該銀行的各種應(yīng)用需求，包括高性能網(wǎng)絡(luò)、存儲底座，虛擬機(jī)、容器與裸金屬服務(wù)器的共池管理，VPC網(wǎng)絡(luò)等，可以幫助銀行數(shù)據(jù)中心高效、安全、平穩(wěn)地過渡到云原生業(yè)務(wù)架構(gòu)。

·  云計(jì)算

中科馭數(shù)的DPU產(chǎn)品已經(jīng)在某頭部云計(jì)算廠商的云數(shù)據(jù)中心中落地。基于DPU的方案使得裸金屬服務(wù)的業(yè)務(wù)邏輯發(fā)生了明顯變化，可以大大縮短裸金屬服務(wù)的交付時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的全面卸載，也為存算分離相關(guān)的多種存儲技術(shù)提供了統(tǒng)一的接口。中科馭數(shù)自主研發(fā)的DPU產(chǎn)品不但能夠提升云數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的性能表現(xiàn)，節(jié)省寶貴的算力資源，還可以從根本上消除非國產(chǎn)設(shè)備導(dǎo)致的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)。

在某大型金融機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)中心中，DPU的高吞吐和低延遲特性幫助了該數(shù)據(jù)中心高效、安全、平穩(wěn)地過渡到云原生業(yè)務(wù)架構(gòu)，為其打造了更為高效可靠、自主可控的金融交易底座。憑借DPU芯片在新型數(shù)據(jù)中心的落地實(shí)踐，中科馭數(shù)相關(guān)產(chǎn)品和解決方案獲評新型數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新發(fā)展案例。

·  5G通信

中科馭數(shù)是國內(nèi)三大運(yùn)營商的硬件合作伙伴，共同探索DPU在5G通信和云計(jì)算領(lǐng)域的技術(shù)解決方案。在5G通信網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的過程中，算力和網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展需要更加綠色高效的數(shù)據(jù)處理硬件加速技術(shù)，亟待DPU提升系統(tǒng)性能。DPU將在高性能數(shù)據(jù)處理、低延遲數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)管理、存儲以及安全等基礎(chǔ)設(shè)施底層建設(shè)發(fā)揮關(guān)鍵作用。DPU通過接手CPU不擅長的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理、數(shù)據(jù)加解密等數(shù)據(jù)處理任務(wù)，不僅可以提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，而且釋放了CPU算力資源。在新型算力DPU的加持下，能夠提供靈活高效的硬件加速服務(wù)，支持云基礎(chǔ)設(shè)施層功能卸載，云邊協(xié)同、云網(wǎng)一體都將逐步實(shí)現(xiàn)。

聯(lián)通研究院曹暢博士曾在2023中國計(jì)算機(jī)大會上表示，DPU是銜接計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)兩大領(lǐng)域的重要樞紐，云、網(wǎng)、算協(xié)同，通過資源的深度感知與一體化編排，可以實(shí)現(xiàn)算力發(fā)現(xiàn)和跨域互通，打通數(shù)據(jù)與計(jì)算節(jié)點(diǎn)的通路。DPU作為網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算的銜接點(diǎn)，可解決數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹白詈笠幻住眴栴}。通過DPU可以實(shí)現(xiàn)虛擬化層的全卸載和定制化的業(yè)務(wù)加速能力，具有更強(qiáng)的可編程能力。

對于未來中國聯(lián)通研究院與中科馭數(shù)的合作，中國聯(lián)通研究院唐雄燕院長也表達(dá)了三點(diǎn)期待：一是在談到未來移動通信研究時(shí)，表達(dá)了借用DPU技術(shù)提供新的高效能硬件加速解決方案的期望。二是認(rèn)為在引入DPU后，雙方可以為聯(lián)通包括云服務(wù)、超算服務(wù)等在內(nèi)的服務(wù)體系提供差異化的服務(wù)，通過深度融合創(chuàng)新技術(shù)為用戶提供更靈活、高效的服務(wù)。三是積極探索在算網(wǎng)融合技術(shù)的研發(fā)和推廣應(yīng)用，共建算力網(wǎng)絡(luò)生態(tài)。

中國移動云能力中心劉軍衛(wèi)也在2023移動云大會中分享到，中國移動將助力打造國家級自主可控的高性能算力基礎(chǔ)設(shè)施，通過布局國產(chǎn)化智算生態(tài)、共建自主GPU+DPU產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、聯(lián)創(chuàng)高性能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)三大舉措，帶動國產(chǎn)化智算產(chǎn)業(yè)成熟發(fā)展，抓住云計(jì)算技術(shù)定義權(quán)，引領(lǐng)云計(jì)算市場下一個(gè)黃金十年。到2024年，打通DPU、GPU、HPN三大單元，面向大模型場景打造一套全棧自主可控的系統(tǒng)。

二、中科馭數(shù)DPU技術(shù)開放日解決方案相關(guān)簡介

三、中科馭數(shù)企業(yè)基本情況

·  中科馭數(shù)是DPU新型算力基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)軍企業(yè)

中科馭數(shù)專注于DPU芯片的研發(fā)設(shè)計(jì)，基于自研KPU芯片架構(gòu)率先在國內(nèi)進(jìn)行了三代DPU芯片研發(fā)。自主研發(fā)的國際領(lǐng)先DPU芯片及系列產(chǎn)品，可以廣泛應(yīng)用于超低延遲網(wǎng)絡(luò)、云和數(shù)據(jù)中心、金融計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理、5G邊緣計(jì)算、高性能計(jì)算等場景，助力算力成為數(shù)字時(shí)代的新生產(chǎn)力。

發(fā)展至今，中科馭數(shù)從芯片底層架構(gòu)，到網(wǎng)絡(luò)、存儲、計(jì)算等上層應(yīng)用系統(tǒng)，已形成深厚的核心技術(shù)積累，成長為DPU芯片細(xì)分領(lǐng)域內(nèi)唯一的國家專精特新小巨人企業(yè)、國家高新技術(shù)企業(yè)、北京市知識產(chǎn)權(quán)試點(diǎn)單位，獲得了多項(xiàng)國家級及省部級科技獎項(xiàng)。中科馭數(shù)牽頭并參與了30余項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及團(tuán)隊(duì)標(biāo)準(zhǔn)的制定，是DPU標(biāo)準(zhǔn)的重要推動者和參與者。

·  軟硬協(xié)同發(fā)展的技術(shù)路線

DPU的研發(fā)基于軟硬協(xié)同的自主研發(fā)技術(shù)。芯片設(shè)計(jì)的核心技術(shù)方面，中科馭數(shù)創(chuàng)新性地提出了軟件定義加速器（Software Defined Accelerator）技術(shù)路線，自主開發(fā)敏捷異構(gòu)KPU創(chuàng)新架構(gòu)，解決DPU芯片設(shè)計(jì)碎片化的問題，具有軟件定義可配置、低設(shè)計(jì)成本、計(jì)算高效的優(yōu)勢。在芯片軟件生態(tài)方面，中科馭數(shù)自研的DPU軟件開發(fā)平臺HADOS，可兼容多種操作系統(tǒng)，大幅降低應(yīng)用軟件開發(fā)難度。

·  中科馭數(shù)芯片產(chǎn)品及解決方案布局

中科馭數(shù)基于DPU打造超低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)、云原生網(wǎng)絡(luò)、智算網(wǎng)絡(luò)三大方案，搭建了完善的應(yīng)用生態(tài)，客戶可覆蓋云服務(wù)廠商、數(shù)據(jù)中心、運(yùn)營商、證券基金、銀行等數(shù)字經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域企業(yè)。

·  中科馭數(shù)生態(tài)建設(shè)情況

基DPU軟件開發(fā)平臺HADOS，中科馭數(shù)全面擁抱國產(chǎn)化生態(tài)，已與國內(nèi)6大CPU芯片、12家主流操作系統(tǒng)、9家主流數(shù)據(jù)庫廠商、8家頭部云/云原生廠商、17家TOP級服務(wù)器廠商完成兼容性適配。參與10大開源社區(qū)平臺，共同推動技術(shù)發(fā)展

四、DPU技術(shù)發(fā)展背景

·  DPU已被證明是支撐下一代數(shù)據(jù)中心IaaS及PaaS的重要基礎(chǔ)設(shè)施

隨著信息技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)帶寬從100G邁入400G，甚至將提升至800G或1.6T。然而，作為提供算力的物理載體，受限于通用CPU的結(jié)構(gòu)的馮諾依曼瓶頸、摩爾定律逐漸失效等因素的影響，以CPU為網(wǎng)絡(luò)核心的數(shù)據(jù)處理能力難以支持大規(guī)模新型數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)的算力需求。在此背景下，DPU已經(jīng)成為繼CPU、GPU之后未來數(shù)據(jù)中心的第三顆主力芯片。

舉例來說，如果將數(shù)據(jù)中心中的每一臺服務(wù)器比喻為一座“城市”，在每個(gè)城市人口不斷膨脹，城市間交互需求爆炸式增長的背景下，對比傳統(tǒng)網(wǎng)卡，DPU幫助數(shù)據(jù)中心完成了從“鄉(xiāng)間公路”到“高速鐵路”的轉(zhuǎn)變。DPU提供的高吞吐、低時(shí)延、基礎(chǔ)設(shè)施卸載能力，幫助數(shù)據(jù)中心完美的規(guī)避了“信息孤島”問題。未來的技術(shù)發(fā)展趨勢將會是高度集成化的片上數(shù)據(jù)中心的模式（Data Center Infrastructure on a chip），即一個(gè)GPU、CPU、DPU共存的時(shí)代。

·  DPU國內(nèi)市場規(guī)模巨大

隨著新一代信息技術(shù)發(fā)展、算力應(yīng)用場景不斷涌現(xiàn)，數(shù)據(jù)中心需求穩(wěn)步提升，未來國內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設(shè)將繼續(xù)加大。根據(jù)2023年《中國數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》,預(yù)計(jì)至 2025 年“十四五”規(guī)劃期末，擬實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模增長至 1400 萬架，規(guī)?？偭糠瓋杀?，總增量投資約 7000 億元。

按服務(wù)器規(guī)模預(yù)計(jì)，未來幾年云與數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域每年國內(nèi)服務(wù)器出貨量將維持在500萬臺左右，其中DPU滲透率在10%左右，單臺服務(wù)器可以配置一塊到多塊DPU板卡，預(yù)計(jì)每年DPU需求量將在100萬片左右。

·  政策密集出臺，利好DPU產(chǎn)業(yè)發(fā)展

信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)是數(shù)字經(jīng)濟(jì)、信息安全發(fā)展的基礎(chǔ)。從國家層面的頂層設(shè)計(jì)、到地方發(fā)展規(guī)劃，加快建設(shè)算力基礎(chǔ)設(shè)施的各種重磅政策和方案接連出臺，產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新受到高度重視。國家十四五規(guī)劃明確將“自主可控”列為制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的必要要求。與CPU、GPU芯片一樣，當(dāng)前國產(chǎn)自主網(wǎng)卡芯片的市場占有率極低。根據(jù)國務(wù)院印發(fā)的《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》要求，中國芯片自給率要在2025年達(dá)到70%。

2023年10月，工信部、中央網(wǎng)信辦、國務(wù)院國資委等六部門2023年10月聯(lián)合印發(fā)《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計(jì)劃》，提出到2025年，算力規(guī)模超過300 EFLOPS，并將數(shù)據(jù)處理器 (DPU) 設(shè)為重要任務(wù)之一。