計算與存儲的連接可擴展，美華裔教授和技術(shù)主管來(lái)深圳創(chuàng )業(yè)

　　一位是美國羅德島大學(xué)的終身教授，一位是高通美國公司的前技術(shù)主管，入選深圳“孔雀計劃”后回國，研發(fā)的DPU(數據存儲處理器)芯片呼之欲出……

　　在近日北京舉行的“2018安創(chuàng )成長(cháng)營(yíng)”路演上，大普微電子(筆者注：DPU的中文諧音是“大普”)的CEO楊亞飛先生介紹了他們的構想和即將出爐的產(chǎn)品。

　　DPU將計算和智能融入SSD存儲器

　　當前，人們已經(jīng)身處在大數據和人工智能時(shí)代，全球數據量每18個(gè)月增加1倍，這種爆炸性的數據增長(cháng)對數據存儲提出了新的要求。

　　過(guò)去機械硬盤(pán)(HDD)是存儲的主力，現在機械硬盤(pán)正在被固態(tài)硬盤(pán)(SSD)取代?？梢钥吹?，這種變化已經(jīng)出現在消費類(lèi)市場(chǎng)，未來(lái)幾年，企業(yè)級SSD取代HDD的趨勢將會(huì )越來(lái)越明顯。以PCIe SSD為例，據IDC預測(如下圖右)，從2017年到2020年的三年內，年復合增長(cháng)率將達到74.35%，到2020年全球每年需要企業(yè)級PCIe接口的SSD 1600萬(wàn)塊。以每塊SSD硬盤(pán)1~2萬(wàn)元的均價(jià)計算，全球市場(chǎng)將達到數千億元人民幣的量級。

　　然而，企業(yè)級SSD基本上由英特爾、西部數據和三星等國外公司提供，兩類(lèi)核心存儲部件：閃存顆粒和主控芯片，也被國外企業(yè)所掌握。

　　為此，大普不僅是在做國產(chǎn)自主可控，也不是單單在做一個(gè)主控芯片或者SSD，而是在實(shí)現一次重大的技術(shù)創(chuàng )新!

　　打通啞鈴的狹窄連接

　　通常，主控芯片一方面連接存儲介質(zhì)，另一方面通過(guò)主機向上層的云計算、大數據以及人工智能的各種應用提供支持。但存儲介質(zhì)和上層應用一直在持續地發(fā)展，因而現在的主控技術(shù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足需求，形成了啞鈴狀的計算機體系結構，如下圖。

　　可見(jiàn)，左邊是英特爾和AMD，引領(lǐng)了計算潮流，使得計算速度在過(guò)去15年中增加了數十倍;右邊是希捷、西部數據和三星等存儲器公司，使存儲的單盤(pán)容量在過(guò)去15年中增加了數百倍;而數據傳輸通道在過(guò)去15年中只增加了幾倍!

　　未來(lái)如果仍然是存儲和計算分離，那么做計算時(shí)數據都需要從存儲盤(pán)調到主機的內存，傳輸帶寬將會(huì )成為一個(gè)非常大的瓶頸。

　　DPT：計算機歷史上的又一革新

　　回顧一下計算機顯示領(lǐng)域的革命。眾所周知，顯示和存儲是計算機的兩大外部設備，很多年前，顯示是由主機的CPU和顯示器的MCU共同完成管理和控制，但是由于像素的不斷增加，清晰度越來(lái)越高，原來(lái)的控制技術(shù)不能滿(mǎn)足需求。美國英偉達公司發(fā)明了GPU(Graphic Processing Unit)，應用于PC、手機、服務(wù)器和人工智能等行業(yè)和領(lǐng)域，這是過(guò)去發(fā)生在顯示領(lǐng)域的革命。

　　同樣，在大數據和人工智能時(shí)代，存儲控制領(lǐng)域也需要一次革命。

　　大普微電子于2017年研發(fā)了數據存儲處理器芯片(Data-Storage Processing Unit，簡(jiǎn)稱(chēng)DPU)，在SSD硬盤(pán)內實(shí)現計算和智能學(xué)習。其中包含Processing in Processing(PIS)技術(shù)。另有人工智能技術(shù)，可以大大優(yōu)化I/O，延長(cháng)存儲壽命，盤(pán)內計算可以大大減少總線(xiàn)數據量，減輕主機CPU的負擔。

　　與同行的比較

　　幾年前，就有人提出Computingin Memory，要把Memory和Computing結合，因此最關(guān)鍵的還是SSD Controller做得怎么樣。大普的人力資源足夠嗎?據悉，大普DPU芯片研發(fā)團隊大概有30人規模，未來(lái)還需要更多優(yōu)秀人才加盟。

　　另?yè)笃战榻B，在2017年8月的全球閃存峰會(huì )上，大普曾與西部數據等公司進(jìn)行過(guò)深度技術(shù)交流，了解到國外公司研究的重點(diǎn)是在內存(memory)領(lǐng)域實(shí)現計算，大普實(shí)現的是在SSD中進(jìn)行加速計算。

　　實(shí)際上，很多公司也認識到了數據傳輸的瓶頸。例如硅谷有家Scaleflux公司，不過(guò)，他們的特色是在數據壓縮方面比較擅長(cháng)，方法是基于FPGA做SSD。大普的特點(diǎn)是計算實(shí)現了很多功能，比如數據的查詢(xún)和排序、數據格式的轉換，還有加/解密等功能;此外，在SSD盤(pán)上實(shí)現了人工智能的功能。

　　大普人很有“背景”

　　DPU概念首次由楊慶教授、李衛軍教授和此次講演人楊亞飛博士提出，他們三人也是公司的創(chuàng )始人。

　　楊慶教授在美國羅德島大學(xué)的終身教授，之前有過(guò)四次創(chuàng )業(yè)經(jīng)驗，2013年最后一家公司Velobit被西部數據收購，當年西數開(kāi)始從機械硬盤(pán)(HDD)到固態(tài)硬盤(pán)(SDD)的轉型。

　　李衛軍教授是中科院半導體研究所的研究員和博導，之前在美國羅德島大學(xué)做過(guò)訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者。

　　楊亞飛博士是美國羅德島大學(xué)博士，在美國高通擔任過(guò)8年技術(shù)主管。

　　大普公司經(jīng)過(guò)2年發(fā)展，現在已經(jīng)組建起了一支70人的團隊，團隊成員平均工作年限超過(guò)8年。

　　大普成立之初，曾榮獲深圳海外高層次人才“孔雀計劃”，并在答辯中榮獲第一名，獲得深圳市和龍崗區政府5000萬(wàn)元的創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)資助。創(chuàng )業(yè)至今已經(jīng)2年，擁有了30多項發(fā)明專(zhuān)利，其中有3項美國授權專(zhuān)利。

　　大普成立兩年。2016年7月大普獲得深圳市政府天使輪投資，2017年獲得國中創(chuàng )投A輪融資。

　　研發(fā)進(jìn)展

　　截至到目前，大普已經(jīng)完成了FPGA的產(chǎn)品原型。2018年和2019年的目標是打造一款基于第三方主控的智能SSD硬盤(pán)，并實(shí)現量產(chǎn)。2019年大普的DPU將做ASIC流片，逐步實(shí)現芯片量產(chǎn)。