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（魏德齡/文）在如今高速率與低時延在各種用例中已成為重要前提條件的時代，傳統(tǒng)的馮·諾依曼架構由于大大依賴單一的CPU或GPU進行計算，已經(jīng)無法解決日益嚴重的網(wǎng)絡擁塞的問題。以數(shù)據(jù)為中心的新架構則解決了這一問題，通過讓“數(shù)據(jù)在哪，計算就在那”，從而大大降低通信延時。英偉達的BlueField-3與DOCA軟件開發(fā)包所構建出的DPU生態(tài)系統(tǒng)正在讓更多業(yè)務受益于這種新架構，讓數(shù)據(jù)中心成為新的計算單元。
數(shù)據(jù)中心成為新計算單元
以BlueField為代表的DPU的出現(xiàn)正是為以數(shù)據(jù)為中心的計算架構而生，它的存在實現(xiàn)了業(yè)務和基礎設施操作的分離，大幅降低了長尾延時，而長尾延時正是影響業(yè)務性能的巨大瓶頸所在。
UCloud技術專家馬彥青就對基于InfiniBand網(wǎng)絡的DPU與以太網(wǎng)進行了舉例對比，他表示：“試想一個研究生或博士在2-3年時間里，如果能用InfiniBand網(wǎng)絡把計算量縮短一半或1/3，也就是意味著他們在讀研和讀博期間會有更多的論文產(chǎn)出量。而在石油勘探領域，如果把這種數(shù)據(jù)、計算和勘探模型的計算縮減一半以上，那意味著它整個油田的勘探也會縮短時間�！�
英偉達在今年的GTC上正式發(fā)布了BlueField-3，相比上一代產(chǎn)品，它具有5倍加速計算能力、16個Arm A78 CPU核，和4倍的加解密速度。BlueField-3也是首款支持第五代PCIe總線并提供數(shù)據(jù)中心時間同步加速的DPU。
值得一提的是，BlueField-3也是業(yè)界首款速度達到400Gb/s的DPU，英偉達將會在BlueField-3上推出400Gb/s的Ethernet或InfiniBand接口�？蛻艨梢允褂肂lueField-3來實現(xiàn)400Gb/s的加解密速度（無論是用IPSec還是TLS），而以往使用CPU時，即便使用200G的網(wǎng)絡，把CPU資源完全耗光，也只能跑到30-40Gb/s。
釋放最大性能
無疑，BlueField-3充分實現(xiàn)了把合適的計算放在合適的地方，進而釋放最大的性能。除了上文馬彥青舉例的在實際用例中可以縮短科研或勘探時間外，在安全、網(wǎng)絡、存儲、AI與HPC等業(yè)務場景上都能實現(xiàn)加速。
在安全業(yè)務上，BlueField-3可以實現(xiàn)從IP層，傳輸層以及到MAC層的400Gb/s全線速在線加解密，當使用RegEx和DPI做深度包檢測時，速度可以達到50Gb/s。據(jù)NVIDIA網(wǎng)絡事業(yè)部亞太區(qū)市場開發(fā)高級總監(jiān)宋慶春透露，從BlueField-3以后，會對未來加密計算開始做鋪墊，到BlueField-4以后可以真正實現(xiàn)加密計算。
在網(wǎng)絡業(yè)務中，BlueField-3專門對RDMA、Connection Tracking、ASAP2等這些網(wǎng)絡通信技術做了進一步加強，特別是對時間精度，可在數(shù)據(jù)中心和邊緣之間做非常及時的時鐘同步。
在存儲業(yè)務中，BlueField-3可以實現(xiàn)以往不可能做到的事情，可以做到Block storage、File storage、object storage或者NVME storage的仿真，還可以對storage在數(shù)據(jù)落盤時加解密的操作進行硬件卸載，甚至是各種簽名操作都可以分流到DPU上。
對于AI與HPC而言，BlueField-3可以執(zhí)行通信框架，實現(xiàn)無阻塞通信，告別以往通信時不計算，計算時不通信的局限，實現(xiàn)通信與業(yè)務的分離，進而可讓一些業(yè)務的性能提升30%-40%。
DPU生態(tài)系統(tǒng)興起
除了能夠釋放全部性能的亮眼表現(xiàn)外，DPU生態(tài)系統(tǒng)目前也已經(jīng)興起，得到了操作系統(tǒng)廠商、應用廠商，以及云、安全、存儲等各個領域廠商的廣泛支持。
例如NVIDIA和VMWare共同開發(fā)的Monterey Project，該項目中，VMware把Hypervisor里的一些功能分流到DPU上，從而使Virtualization環(huán)境下Infrastructure的相關CPU工作實現(xiàn)由DPU所取代，實現(xiàn)了業(yè)務與Infrastructure操作的完全隔離。值得注意的是，這也是首次VMware把其源代碼開放給合作伙伴，來共同開發(fā)基于VMware企業(yè)級的云解決方案，足見DPU的魅力所在。
VMware 云平臺業(yè)務部營銷副總裁 Lee Caswell在BlueField-3發(fā)布時曾表示： “我們共同的客戶都在競相利用AI賦能其企業(yè)應用。那些基于VMware Cloud Foundation的企業(yè)基礎設施將得到最新發(fā)布的NVIDIA BlueField-3 DPU的認證，目的就是為用戶提供一個新的思路來提高應用性能、為虛擬化環(huán)境和裸金屬環(huán)境提供一致的操作模型，以及在確保業(yè)務性能的前提下提供一個全新零信任安全模型�！�
專為助力BlueField合作生態(tài)系統(tǒng)而生的DOCA軟件開發(fā)包，可以通過DOCA來實現(xiàn)軟件定義網(wǎng)絡、存儲、安全，可在其中進行各種操作，開發(fā)人員可以通過DOCA和BlueField硬件關聯(lián)起來，直接調(diào)用到硬件的加速引擎。
UCloud就通過DPU與DOCA簡化了UCloud裸金屬網(wǎng)絡架構，解決了原VPC網(wǎng)關架構下服務器集群成本高、上聯(lián)交換機與網(wǎng)關帶寬瓶頸的問題。簡化之后，VPC管理整體集成至DPU內(nèi)部，在提高轉發(fā)效率的同時，帶寬性能也大大提高。
據(jù)悉，下一代BlueField-4還將會集成GPU，讓更多AI模型也能跑在DPU上，針對GPU的編程接口也會整合到DOCA里，DPU生態(tài)系統(tǒng)無疑將近一步壯大，更多的創(chuàng)新案例也將不斷涌現(xiàn)。
