芯片巨頭熱捧、英偉達老黃狂吹，國內掀起DPU融資熱

 作者 | ZeR0   編輯 |  漠影英偉達在數據中心的“帶貨能力”不是一般的強。2020年4月，英偉達宣布完成對以色列網(wǎng)絡(luò )芯片商Mellanox高達69億美元的收購交易，將DPU芯片推至半導體領(lǐng)域的焦點(diǎn)。半年后，英偉達就推出這筆收購所帶來(lái)的最新成果——新一代DPU。DPU，全名Data Processing Units（數據處理單元），被英偉達創(chuàng )始人黃仁勛稱(chēng)作與CPU、GPU共同組成“未來(lái)計算三大支柱”。這個(gè)新型計算單元宛如數據中心的一匹黑馬，一時(shí)間變得炙手可熱，并在國內外均掀起新一波投資熱潮。僅在今年，國內DPU創(chuàng )企中科馭數、星云智聯(lián)、大禹智芯、芯啟源、云豹智能等均宣布完成新融資，其中有多筆融資金額達數億元人民幣。在國外，明星DPU創(chuàng )企Pensando、Fungible已經(jīng)是“吸金”能力超強的數據中心新寵，Marvell創(chuàng )始人戴偉立、周秀文夫婦亦在2019年創(chuàng )立DPU新公司Dream Big Semiconductor。英特爾、Marvell、博通等芯片巨頭更是早早押寶。這個(gè)日漸走紅的新賽道，真有能與CPU、GPU分食數據中心計算市場(chǎng)的潛力嗎？

做CPU做不好、GPU做不了的計算任務(wù)

“每臺服務(wù)器可能沒(méi)有GPU，但絕對有DPU，好比每臺服務(wù)器都必須配網(wǎng)卡一樣?！敝锌岂S數創(chuàng )始人兼CEO鄢貴海非?？春肈PU的未來(lái)，并認為DPU的出現是異構計算的一個(gè)階段性標志。近年來(lái)隨著(zhù)海量數據爆發(fā)，計算任務(wù)愈發(fā)密集，傳統以CPU為中心的數據中心架構日漸面臨性能提升的瓶頸，由CPU大包大攬各種計算和管控任務(wù)，逐漸演變?yōu)槎囝?lèi)異構算力資源各司其職。英偉達創(chuàng )始人兼CEO黃仁勛曾解釋說(shuō)，現代數據中心由軟件定義，運行數據中心的傳統基礎設施需消耗20-30%的CPU核心資源，而DPU即是專(zhuān)為CPU“減負”的一種新型專(zhuān)用處理器。
DPU主要承擔起網(wǎng)絡(luò )、存儲和安全的加速處理任務(wù)，旨在滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )側專(zhuān)用計算需求，尤其適用于服務(wù)器量多、對數據傳輸速率要求嚴苛的場(chǎng)景。
它將CPU所不擅長(cháng)的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議處理、數據加解密、數據壓縮等數據處理任務(wù)通通接手，通過(guò)處理器和網(wǎng)卡的組合，兼顧傳輸和計算的需求。DPU也被看作是智能網(wǎng)卡（SmartNIC）技術(shù)的演化增強版本。如今數據中心倡導以資源池的形式來(lái)做，各類(lèi)資源分別管理、擴容，而DPU宛如一個(gè)連接樞紐，可以起到中心調度管理的作用，一端連接各種CPU、GPU、SSD、FPGA加速卡等本地資源，一端連接交換機/路由器等網(wǎng)絡(luò )資源。“大家認為，可能在未來(lái)的數據中心云端架構上，DPU取代了CPU，成為一個(gè)最關(guān)鍵的、最核心的芯片地位?！卑雽w行業(yè)知名投資人、華登國際合伙人王林說(shuō)，如果將整個(gè)數據中心看成一整個(gè)大的服務(wù)，DPU就相當于這個(gè)大服務(wù)器里的CPU。總體而言，DPU不僅能提高網(wǎng)絡(luò )傳輸效率，而且釋放了CPU算力資源，從而帶動(dòng)整體數據中心的降本增效。
云計算剛需，巨頭齊上陣

對于云計算廠(chǎng)商及大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，采購DPU產(chǎn)品已是必然走向。往前追溯，國內外頭部云計算廠(chǎng)商均已率先嘗試類(lèi)似的思路。早在2013年，亞馬遜云科技（AWS）就開(kāi)始研究如何將網(wǎng)絡(luò )、存儲等之前由CPU處理的任務(wù)卸載到NIC卡上，隨后收購以色列芯片商Annapurna Labs，并在2017年發(fā)布典型產(chǎn)品AWS Nitro。AWS的這一嘗試，不僅釋放CPU的算力資源，也降低了數據中心成本。國內阿里云亦在其神龍服務(wù)器核心組件MOC卡中應用了專(zhuān)用X-Dragon芯片，統一支持網(wǎng)絡(luò )、I/O、存儲和外設的虛擬化。過(guò)去數年間，博通、Mellanox、賽靈思、英特爾等芯片公司均推出自家DPU產(chǎn)品，除了加強其對于網(wǎng)絡(luò )協(xié)議和網(wǎng)絡(luò )安全的處理能力外，也陸續在網(wǎng)絡(luò )、存儲和計算方面均分別展現出許多優(yōu)勢。與GPU不同的是，DPU面向的應用更加底層，類(lèi)型更多樣，沖在DPU前排的各家廠(chǎng)商在具體功能側重上也各不相同，大體差別如下：

在收購Mellanox后，英偉達進(jìn)一步增強其DPU與GPU能力的組合，并在去年亮出新路線(xiàn)圖，號稱(chēng)要將DPU性能三年提升1000倍。明年英偉達將發(fā)布加持AI能力的BlueField-3X DPU。

今年英特爾、Marvell等芯片巨頭繼續加碼DPU。6月，英特爾發(fā)布了可編程網(wǎng)絡(luò )設備IPU（Infrastructure Processing Unit，基礎設施處理器），用于擴展智能網(wǎng)卡功能，加速存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò )虛擬化和安全等功能，并釋放CPU核心。其首個(gè)基于FPGA的IPU平臺已為多個(gè)云服務(wù)提供商完成部署，首款ASIC IPU也正在測試中。7月，Marvell推出采用臺積電5nm制程工藝的OCTEON 10系列DPU，首用Arm Neoverse N2 CPU核心，并集成了機器學(xué)習推理引擎。首批OCTEON 10產(chǎn)品預計將于今年年底前出樣，據稱(chēng)相比前一代標量處理引擎，它能將數據包的處理吞吐量大幅提升至5倍。

由于DPU處于發(fā)展初期，業(yè)界尚未形成統一標準，也還沒(méi)有形成足夠的規模部署，這為國內DPU創(chuàng )企帶來(lái)了發(fā)展良機。
市場(chǎng)規模將達百億量級國內DPU創(chuàng )企成資本寵兒

在今年南京世界半導體大會(huì )期間的SoC設計技術(shù)論壇上，半導體行業(yè)知名投資人、華登國際合伙人王林提到DPU是今年SoC創(chuàng )業(yè)最火的概念，從去年開(kāi)始苗頭慢慢起來(lái)。根據Canalys Cloud Channels Analysis預測，到2023年，中國DPU市場(chǎng)規模將達190億人民幣。另?yè)^豹研究院預測，中國DPU市場(chǎng)規模預計將在2025年超過(guò)37億美元（約合240億人民幣）。
目前中國DPU產(chǎn)品主要由英偉達、英特爾、博通等國際芯片巨頭供應，同時(shí)中科馭數、大禹智芯、芯啟源、益思芯、星云智聯(lián)、云豹智能等國內DPU創(chuàng )企正組成推動(dòng)DPU國產(chǎn)替代的生力軍。

從創(chuàng )立時(shí)間來(lái)看，國內DPU代表創(chuàng )企集中創(chuàng )辦于過(guò)去六年間，成立時(shí)間最早的是芯啟源。大禹智芯、益思芯、云豹智能集中在2020年6-8月創(chuàng )立，星云智聯(lián)則是今年3月剛成立。中科馭數從中科院孵化而出，成立于2018年4月?；谄渥匝蠯PU（Kernel Processing Unit）芯片架構，中科馭數在2019年10月實(shí)現業(yè)界首顆數據庫與時(shí)序數據處理融合加速芯片的成功流片，并于2020年5月發(fā)布基于KPU架構的領(lǐng)域專(zhuān)用加速卡產(chǎn)品。目前，中科馭數已與中泰證券、華泰證券、中信建投、金證股份、上交所技術(shù)等多家金融機構達成合作。除了金融計算領(lǐng)域，其DPU產(chǎn)品未來(lái)還可以廣泛應用于數據中心、電信、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、混合云等其他領(lǐng)域。

同樣總部位于北京的大禹智芯，成立于2020年6月，在成立之初就獲得天使輪融資，由中科創(chuàng )星和惟一資本聯(lián)合投資；今年7月宣布完成數千萬(wàn)元Pre-A輪融資，由華義創(chuàng )投和奇績(jì)創(chuàng )壇投資。大禹智芯創(chuàng )始人、CEO李爽曾任美團云總經(jīng)理、阿里巴巴網(wǎng)絡(luò )技術(shù)總監、百度系統技術(shù)委員會(huì )主席，曾主導參與云計算戰略和互聯(lián)網(wǎng)巨頭技術(shù)平臺搭建，并曾領(lǐng)導開(kāi)發(fā)中國第一代高性能網(wǎng)關(guān)，為中國云計算時(shí)代奠定硬件基礎，有多年網(wǎng)絡(luò )設備、服務(wù)器、處理器定制及異構平臺研發(fā)經(jīng)驗。據悉，大禹智芯團隊成員來(lái)自阿里云、谷歌云，曾親自領(lǐng)導實(shí)現過(guò)云平臺和DPU，具有完整的DPU經(jīng)驗。其第一代智能網(wǎng)卡大禹DPU系列產(chǎn)品Paratus 1.0號稱(chēng)是是國內首款處理能力達25G的商用化DPU產(chǎn)品，已進(jìn)入生產(chǎn)階段，預計今年第三季度出貨。該公司已開(kāi)始研發(fā)100G的產(chǎn)品。上海芯啟源創(chuàng )立于2015年，今年接連完成數億元Pre-A2、Pre-A3輪融資。目前芯啟源聚焦在5G云數據中心和高端EDA領(lǐng)域，擁有兩大板塊核心產(chǎn)品：智能網(wǎng)卡、SoC原型和仿真系統MIMIC。芯啟源創(chuàng )始人盧笙本科畢業(yè)于上海交通大學(xué)，后獲美國Lamar University碩士學(xué)位，曾先后在博通、Marvell、ArtX等公司擔任重要崗位，其核心團隊已在芯片領(lǐng)域積累了20多年研發(fā)管理經(jīng)驗。據悉，芯啟源智能網(wǎng)卡是目前國內唯一的基于SoC架構的成熟DPU完整解決方案，擁有自主知識產(chǎn)權，目前已成熟量產(chǎn)，并獲得了中國移動(dòng)蘇研院的首批智能網(wǎng)卡訂單。

上海益思芯科技2020年7月在上海成立，其創(chuàng )始人、董事長(cháng)兼CEO黃益人作為半導體芯片行業(yè)專(zhuān)家、DPU智能網(wǎng)卡行業(yè)帶頭人。據悉，益思芯科技的技術(shù)團隊由國內外網(wǎng)絡(luò )、交換、存儲領(lǐng)域的核心專(zhuān)業(yè)人員、研發(fā)人員組成，在網(wǎng)絡(luò )、交換、存儲及高性能CPU等領(lǐng)域具有深厚的技術(shù)實(shí)力。今年7月，益思芯科技宣布已交付國內第一款自主研發(fā)的商用云原生智能網(wǎng)卡Stargate-F1000-SN，整卡功耗30W～40W。

深圳云豹智能由原RMI公司 (后被Netlogic/博通收購)聯(lián)合創(chuàng )始人Sunny Siu蕭啟陽(yáng)博士聯(lián)合業(yè)界精英創(chuàng )立，其核心團隊來(lái)自博通、英特爾、Arm、海思、阿里巴巴等國內外知名公司。根據官網(wǎng)信息，騰訊、紅杉資本、正心谷資本、耀途資本、中芯聚源、ACE Equity Partners、華業(yè)天成、OBN CAPITAL均為云豹智能投資方。在創(chuàng )立云豹智能前，蕭啟陽(yáng)曾任博通處理器和無(wú)線(xiàn)基礎設施事業(yè)部大中華區總經(jīng)理、NetLogic公司亞太區總裁兼總經(jīng)理（2012年被博通以37億美元收購）、RMI公司（被NetLogic公司收購）聯(lián)合創(chuàng )始人兼亞太區總裁。珠海星云智聯(lián)成立于今年3月，4月宣布完成數億元天使輪融資，7月完成數億元Pre-A輪融資。據悉，星云智聯(lián)的團隊曾成功實(shí)現了多領(lǐng)域通信與網(wǎng)絡(luò )芯片開(kāi)發(fā)，核心成員都參與了網(wǎng)絡(luò )大芯片從0到1探索、發(fā)展、優(yōu)化、超越的全過(guò)程，具備全系統、長(cháng)周期工程開(kāi)發(fā)經(jīng)驗，擁有對云計算、互聯(lián)網(wǎng)、運營(yíng)商等多場(chǎng)景的深度理解，以及設計滿(mǎn)足不同市場(chǎng)需求產(chǎn)品的能力。星云智聯(lián)正在研發(fā)的DPU將在IAAS和PAAS之間形成獨立的CAAS（通信服務(wù)層），實(shí)現物理資源的“多虛一”和近乎裸金屬性能的“一虛多”，簡(jiǎn)化IAAS，提升資源利用率；卸載PAAS中與通信數據流相關(guān)的處理，提升應用的通信效率和性能。其他一些國內創(chuàng )企主研產(chǎn)品也可劃分至DPU范疇，但因其官網(wǎng)沒(méi)有明確提及與DPU的關(guān)聯(lián)，因此未記入這篇文章中，歡迎讀者在評論區補充更多正在研發(fā)DPU的國內公司。
結語(yǔ)：DPU創(chuàng )業(yè)大幕剛剛拉開(kāi)

作為新型數據中心最重要的芯片之一，DPU正加速發(fā)展。在星云智聯(lián)CEO于勇看來(lái)，未來(lái)十年，全球云計算和數據中心基礎架構將迎來(lái)顛覆性變革，基于DPU的統一通信服務(wù)平臺（CAAS）是這個(gè)未來(lái)架構的核心引擎。從目前全球DPU產(chǎn)業(yè)格局來(lái)看，產(chǎn)品應用仍相對分散，盡管?chē)H巨頭占據技術(shù)和市場(chǎng)優(yōu)勢，但國內外的代際之差并非難以逾越。所幸國內多家企業(yè)已經(jīng)在探索商業(yè)化落地的道路上。對于接下來(lái)的發(fā)展，大禹智芯CEO李爽判斷，DPU需要朝兩個(gè)方向努力：一是提高虛擬化效率，二是提升流動(dòng)數據的吞吐能力，以助力數據中心網(wǎng)絡(luò )跨入100G目標。雖然無(wú)論是實(shí)現核心技術(shù)轉化為主營(yíng)收入，還是讓DPU這個(gè)新興概念被更多客戶(hù)所接受，都尚需時(shí)日，但在產(chǎn)業(yè)鏈上下游廠(chǎng)商的共同努力下，相信未來(lái)會(huì )有更多公司投入這一新興賽道，共同推動(dòng)國內DPU生態(tài)走向繁榮。