DPU市场火爆，未来会任由几家大厂吃独食吗？
发布时间：2022-04-25 08:58:15 所属栏目：云计算 来源：互联网
导读：有人说它叫DPU(dataprocessing units)，也有人说它叫IPU(infrastructureprocessing units)，我们不妨用数据基础设施一词来一个和稀泥式的命名，因为它的出现本就是数据基础设施领域近年来的一大创新。 为了方便起见，本文还是把它叫做DPU。 经典的传统服务器
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有人说它叫DPU(dataprocessing units)，也有人说它叫IPU(infrastructureprocessing units)，我们不妨用“数据基础设施”一词来一个和稀泥式的命名，因为它的出现本就是数据基础设施领域近年来的一大创新。 为了方便起见，本文还是把它叫做DPU。 经典的传统服务器架构中，CPU在处理各种业务工作负载的同时，还要负责包括网络、存储、安全以及虚拟化软件等非业务型工作负载，由于CPU需要承担很多非工作型负载，导致可用于运行业务负载的空间大大压缩，DPU的出现就是为了缓解这一问题。 DPU与SmartNIC智能网卡有千丝万缕的关系，有人说DPU就是SmartNIC的加强版，在一些语境下两者就是一回事儿，在下文讲出具体的区别之前，我们谈两者的共同点，那就是，都能用卸载来减少CPU资源消耗，从而提升服务器乃至数据中心的运行效率。 英伟达的黄仁勋曾表示，在虚拟化和微服务等技术的推动下，数据中心CPU要处理的任务越来越多，在每年出货的大约3000万台服务器中，有三分之一用来运行数据中心的软件定义的网络堆栈，他认为必须将这部分工作负载卸载掉。 来自谷歌和Facebook的研究也表明，CPU周期里有22%到80%都用来处理各种微服务工作负载。 我们可以粗暴地认为，如果能把这些工作负载交给别人来做，数据中心在CPU资源方面的投入，可以省下22%到80%。 许多研究数字表明，卸载的效果将非常诱人，然而，这场关于卸载的创新与变革，历经近二十年时间才完成。 01虚拟化技术的创新，将CPU卸载进行到底 1998年的VMware x86虚拟化完全由软件独立完成，由于缺少硬件支持，全靠软件模拟，其性能损耗堪称灾难，以至于没多少人能看出这有什么用。 2005年以来，Intel VT-x和AMD-V技术的出现，解决了CPU和内存的硬件虚拟化问题，从而提升了整个虚拟化系统的性能，越来越多的人开始注意到虚拟化技术的价值。 随着PCIe SR-IOV以及IntelVT-d等技术的兴起，I/O硬件虚拟化，包括网络和存储的硬件虚拟化方面都取得重大进步，在性能和灵活性上都有极大提升。 从纯软件模拟的原始虚拟化阶段，到后来的半虚拟化阶段，虚拟化技术越来越多地利用硬件本身的能力，系统的性能和运行的效率也随之提升。 下图是技术大神Brendan Gregg汇总的亚马逊云(AWS) EC2虚拟化技术变迁的历史，同样也记录了整个虚拟化技术的发展历程。 发展历程中，值得划重点的历史时刻是2017年。 这一年，亚马逊云发布Nitro系统，同年，阿里云也宣布有类似功能的神龙架构。 回看过去，我们可以将这一年称之为DPU元年，直到三年后英伟达将其命名为DPU之后，才有了一个统一的叫法。 亚马逊云的Nitro系统有专有的硬件，不仅完成了I/O的硬件虚拟化，更重要的是，它还将虚拟化管理程序Hypervisior从原来的CPU卸载到了专用硬件上，于是，虚拟化技术的性能损耗趋近于零，CPU的能力几乎完全用来运行业务负载。 从使用的角度看，亚马逊云Nitro不仅为云主机带来了虚拟化技术的灵活性，还带来了近似裸金属的性能，鱼和熊掌兼得。 从经济的角度看，当宝贵的CPU资源能被充分利用，同样的成本可以得到更多性能，整个工业界为之震撼。 从虚拟化技术的角度看，虚拟化技术的性能损耗问题，因为有了专有硬件的卸载而取得了巨大进步，同时，也意味着cpu的卸载也进入了新阶段。 02DPU会任由几家大厂吃独食吗? 可以肯定的是，DPU绝对不会像通用计算CPU那么聚集，也绝对比GPU市场更加多元化，从构成上来看，就分为基于ASIC的和基于FPGA的两大类，ASIC和FPGA两者已经共存多年，可见的未来两者必将长期存在。 从功能上来看，除了卸载存储、网络、安全以及虚拟化以外，还有许多方案提供用于机器学习等加速功能，也就是说，做网卡和智能网卡的厂商，以及许多做机器学习加速芯片的厂商都可能以各种形式参与到DPU的混战中。 但最终想取得成功，得看用户需求，DPU兴起于亚马逊云等大型公有云服务商，目前最大的用户群体仍然是大型互联网公司、大型公有云服务商以及大型电信运营商。 大型公有云都多少有自己的DPU，比如亚马逊云有自己的Nitro系统，阿里云有自己的神龙架构，此外，华为云、腾讯云也都有一些功能相对少一些的智能网卡。 谷歌与英特尔合作推出了Mount Evans，微软的Catapult v3用的其实是英特尔的FPGA。 UCloud和国内另外一个规模较小的公有云服务商也使用了英伟达的DPU方案，百度同时使用了英伟达和英特尔的DPU方案。 云服务商对技术很开放，完全不介意几种方案并存，未来市场上，如果有谁宣布采用了多种DPU解决方案将非常正常，因为云厂商相互间内卷得非常厉害。 比如，云厂商的云主机类型就非常多样，很多公有云主机同时使用英特尔、AMD的x86和ARM处理器，按照不同场景又分为不同的类型，比如内存优化型、计算优化型和网络优化型等，分门别类多种多样。 有不同侧重的DPU将帮助云服务商提供更丰富多样的云主机。 比较典型的是亚马逊云，亚马逊的Nitro卡插在服务器上就能很快让服务器变成云主机，Nitro卡成了亚马逊云实例类型丰富的重要推动力。 多样化的云主机类型将帮助云服务商构建差异化的服务，免于在同质化的竞争中遭受价格战，从这一角度看，无疑是有利于云行业发展的。 （编辑：开发网_开封站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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