dpu "il terzo chip principale": i prossimi tre anni rappresentano il periodo finestra per l'implementazione commerciale
2024-09-11
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essendo il terzo chip principale nei data center dopo cpu e gpu, dpu ha continuato a guadagnare popolarità negli ultimi anni.
dpu, ovvero un processore di dati, ha potenti capacità di elaborazione di rete, nonché funzioni di sicurezza, archiviazione e scarico di rete, che possono liberare la potenza di calcolo della cpu e completare attività di elaborazione dei dati come l'elaborazione del protocollo di rete, la crittografia e decrittografia dei dati, e la compressione dei dati in cui la cpu non è brava. inoltre, gestisce, espande e pianifica varie risorse separatamente, ovvero gestisce attività che "la cpu non può eseguire bene e la gpu non può eseguire" per ottenere la riduzione dei costi e l'efficienza del data center. miglioramento.
nell’era dell’intelligenza artificiale, la quantità di dati che i centri di calcolo intelligenti devono elaborare è esplosa. la dpu può liberare l’effettiva potenza di calcolo dei centri di calcolo intelligenti e risolvere il problema della riduzione dei costi e del miglioramento dell’efficienza dell’infrastruttura stanno gradualmente aumentando.
tre noi in uno, la soluzione più adatta all'era dell'informatica intelligente
"il concetto di dpu è stato promosso da nvidia quattro anni fa. dopo aver acquisito la società israeliana mellanox, nvidia è diventata il primo fornitore del settore di soluzioni complete per data center che includono cpu, gpu e dpu. in un'intervista esclusiva con china business news , il fondatore di yuan lu sheng ha affermato che xinqiyuan è stato uno dei primi produttori nazionali impegnati nella ricerca e sviluppo di dpu, risalente al 2018. a quel tempo, si chiamava anche smartnic.
"in passato, le schede di rete tradizionali svolgevano funzioni di trasmissione di rete. successivamente sono nate le schede di rete intelligenti, che si sono gradualmente evolute in dpu quattro anni fa." zhang yu, vicepresidente senior di zhongke yushu (beijing) technology co., ltd., che si concentra sulla ricerca, sviluppo e progettazione di chip informatici intelligenti, ha dichiarato a first finance.
nel 2020, la strategia di prodotto dpu rilasciata da nvidia lo ha posizionato come il "terzo chip principale" nel data center dopo cpu e gpu, cosa che da allora ha fatto esplodere il concetto di dpu.
oggi, dpu è diventato un processore specializzato emergente nel data center, appositamente progettato per accelerare le attività di sicurezza, rete e archiviazione nel data center, fornendo potenza per scenari informatici ad alta intensità di dati a bassa latenza. il ruolo principale della dpu è quello di assumere il controllo delle attività di rete, archiviazione, sicurezza e gestione originariamente gestite dalla cpu, liberando così le risorse della cpu e migliorando la sicurezza dei dati e la protezione della privacy.
"le soluzioni per centri di calcolo intelligenti di nvidia sono in realtà tre-u integrate. il server dgx a100 di nvidia tre anni fa e la successiva serie dgx gh200 includono tutti cpu, gpu e dpu. naturalmente, la dpu contiene anche schede di rete intelligenti come rdma, che possono effettivamente essere classificati come dpu. sono essenzialmente la stessa cosa. quindi, da questo punto di vista, l'attuale leader del settore, o la direzione generalmente accettata, è quella di aggiungere cpu nei centri di elaborazione intelligenti. "gpu e dpu lavorano insieme." che le soluzioni generali per data center richiedono più cpu, spazio di archiviazione e rete. in alcuni scenari nativi del cloud, è necessaria anche l'elaborazione della rete di dati a bassa latenza e ad alto throughput e gli scenari di elaborazione intelligente richiedono requisiti di prestazioni di elaborazione della rete più elevati.
“se la cpu viene paragonata a un cervello, utilizzato per il controllo generale, allora la gpu è più simile a un muscolo, utilizzato per fornire una solida e abbondante potenza di calcolo parallela, mentre la dpu è più simile a vasi sanguigni e nervi, che trasferiscono i dati che la gpu deve calcolare ., trasportato al server attraverso la dpu per completare lo scambio di istruzioni di controllo e la conversione del protocollo," ha detto zhang yu.
"la cooperazione di più pu è in realtà un aggiornamento dell'architettura informatica complessiva. dall'architettura generica basata sulla cpu del passato all'architettura informatica basata sull'acceleratore, il rapporto costo-efficacia della soluzione informatica complessiva è migliorato attraverso la cooperazione di cpu, gpu, dpu, npu, ecc." zhang yu ha detto: "attualmente, in termini di tecnologia, dpu è gradualmente diventata matura e anche i suoi confini sono relativamente maturi, crittografia e decrittografia della sicurezza di rete, zero trust e rete lo scarico è fondamentalmente diventato la funzione che dpu può svolgere stabilmente."
ridurre gli investimenti capex e il consumo energetico, con una certa prestazione in termini di costi
in quanto motore di scarico della cpu, il ruolo più diretto della dpu è quello di assumere il controllo dei servizi del livello infrastrutturale come la virtualizzazione della rete e il pooling delle risorse hardware e rilasciare la potenza di calcolo della cpu alle applicazioni del livello superiore. pertanto, può farlo in modo efficace liberare la potenza di calcolo del centro di calcolo intelligente e migliorare il rapporto di efficienza energetica.
"nvidia aveva precedentemente ammesso che l'efficienza del chip di potenza di calcolo del server ai generativo della generazione precedente era solo il 40% della capacità di progettazione. noi abbiamo misurato che era solo superiore al 30%. ciò significa che la maggior parte della potenza di calcolo è inattiva. la principale il motivo è che nel cluster ci vuole tempo per attendere che le variabili intermedie generate dal calcolo completino la sincronizzazione dei dati. la capacità del canale di rete limita il limite superiore della base di potenza di calcolo, ed è proprio qui che si trova il valore reale la dpu mente. ciò ha riportato la dpu in primo piano.
nell'era dell'intelligenza artificiale in cui la quantità di dati sta esplodendo, dpu non solo può aiutare a costruire una nuova base di potenza di calcolo con bassa latenza, ampia larghezza di banda e percorsi dati ad alta velocità, ma può anche pianificare, gestire e programmare in modo sicuro ed efficiente collegare queste risorse distribuite di cpu e gpu, liberando così la potenza di calcolo effettiva del centro di calcolo intelligente. pertanto, l'implementazione della dpu può ridurre l'investimento una tantum (spesa in conto capitale) del data center. i dati di cisco (cisco) mostrano che attraverso la tecnologia di virtualizzazione, le aziende possono ridurre il numero di server fino al 40% migliorando al tempo stesso l'utilizzo delle risorse.
le dpu, d'altro canto, migliorano l'efficienza energetica del data center accelerando le attività di rete, sicurezza e archiviazione attraverso hardware dedicato.
lu sheng ha introdotto che, prendendo come esempio lo scenario applicativo della sd-wan di china mobile nella provincia di zhejiang, "la soluzione software e hardware integrata creata dalla scheda di rete xinqiyuan dpu realizza l'offload dei servizi di sicurezza di rete. rispetto alla tradizionale sd pura del software - soluzione di rete wan, l'efficienza della singola macchina è aumentata di 6-8 volte e il progetto complessivo ha inoltre consentito di risparmiare l'80% degli investimenti per l'implementazione dei server e dei costi annuali del software, riducendo notevolmente gli investimenti capex inoltre, a causa della ridotta implementazione delle macchine, la capacità del data center; riduce il consumo di energia e si stima che farà risparmiare più di 3 milioni di kilowattora di elettricità all’anno, riducendo allo stesso tempo notevolmente i costi operativi del data center”.
in termini di costi, china business news ha appreso che i costi di ricerca e sviluppo e di produzione delle dpu sono relativamente elevati, soprattutto quando si utilizzano processi avanzati, quindi il prezzo è più alto. tuttavia, a causa dell’implementazione delle soluzioni dpu, non solo è possibile ridurne il numero delle apparecchiature server, ma consente anche le operazioni successive. il consumo di energia viene risparmiato durante il processo di calcolo, quindi il costo complessivo del sistema è ancora conveniente, ma deve anche essere discusso in base a scenari e applicazioni specifici.
i prossimi tre anni rappresentano un periodo critico per l’implementazione commerciale
tuttavia, l’attuale aumento della penetrazione delle dpu incontra ancora resistenze.
una persona importante di zhongke chuangxing, un istituto di venture capital che si concentra sugli investimenti iniziali nel campo della tecnologia hardware, ha dichiarato a china business news che dpu, in quanto architettura di virtualizzazione per la collaborazione software e hardware, deve essere efficacemente collegata allo stack software di virtualizzazione in esecuzione nella cpu. allo stesso tempo, la progettazione hardware della dpu deve tenere conto della compatibilità e dell'integrazione con i sistemi esistenti; in secondo luogo, l'architettura e le interfacce della dpu non hanno ancora formato uno standard unificato e esistono differenze nei prodotti di diversi produttori. il che comporta sfide per gli utenti nell'uso, nella manutenzione e negli aggiornamenti; inoltre, l'ecosistema software non è ancora maturo e manca di strumenti di sviluppo completi, driver e supporto del sistema operativo, "ma ci sono già aziende che lo fanno".
lu sheng ha affermato che dpu richiede un set di istruzioni dedicato ed efficiente, che è anche la sua competitività principale. i restanti due terzi del lavoro riguardano la costruzione di un ecosistema attorno al set di istruzioni. la costruzione ecologica è la barriera principale dell'industria dpu maturità della costruzione ecologica determina la velocità di commercializzazione del prodotto.
nel complesso, il settore dpu è ancora dominato da aziende straniere. i tre giganti nvidia, broadcom e intel hanno una quota relativamente elevata. anche aziende tecnologiche come amazon e microsoft stanno seguendo l'esempio. a livello nazionale, anche grandi aziende come china mobile e alibaba stanno sviluppando dpu dedicate, e anche start-up come xinqiyuan, zhongke yushu, dayu zhixin, ecc. hanno ottenuto risultati o progressi corrispondenti.
"lo sviluppo della tecnologia dpu in patria e all'estero è nella stessa fase, ma le aziende straniere hanno un'accumulazione più profonda. secondo me, l'industria dpu si è effettivamente spostata gradualmente verso la fase di maturità e rapida implementazione. i paesi stranieri potrebbero agire prima e più velocemente di quelli domestici ", ha detto zhang yu.
in termini di commercializzazione delle dpu, attualmente solo i grandi produttori nazionali di cloud come huawei, alibaba e zte, così come alcune nuove forze dpu come xinqiyuan e zhongke yushu, hanno raggiunto l’uso commerciale. l'academy of information and communications technology prevede che il tasso di penetrazione delle dpu nei data center del mio paese raggiungerà il 12,7% nel 2025.
zhang yu ritiene che nella fase attuale di dpu, ciò che è più importante è la profonda integrazione con il cloud a livello iaas, in particolare come fornire ai clienti soluzioni iaas di puro software complete, convenienti e trasparenti, in modo che possano migrare senza problemi a utenti.dpu per supportare questa soluzione cloud ad alta efficienza energetica.
"la migrazione di quest'area richiede gli sforzi congiunti del settore e durerà a lungo, anche negli anni." zhang yu ha affermato: "amazon cloud si sta muovendo più velocemente. hanno forti capacità di ricerca e sviluppo e hanno completato iaas su dpu. ma per la maggior parte delle imprese nazionali, il ritmo non sarà troppo grande e potranno essere utilizzate in modo trasparente nei punti più critici, come la disinstallazione di ovs, gli aggiornamenti della rete, ecc. "
"la commercializzazione di dpu non si basa solo sul campo iaas dei data center tradizionali, ma include anche la sicurezza di rete, l'archiviazione ad alte prestazioni, le comunicazioni tra cluster e molti altri settori e campi". for security" per molti anni. direzione, la dpu viene applicata a prodotti come firewall e gateway di sicurezza. ora è entrata nella linea di prodotti per la sicurezza di rete sangfor ed è diventata una scheda di espansione standard, risolvendo problemi del settore come la mancanza di cpu intel capacità di elaborazione del flusso di elefanti.
"a giudicare dall'attuale tendenza di sviluppo del settore, se lo sviluppo tecnologico soddisfa le aspettative, ci sarà un'esplosione dal 2025 al 2027. la persona interessata di zhongke chuangxing sopra menzionata ha affermato che il motivo è che con lo sviluppo dell'economia digitale, l'intelligenza artificiale e settore del cloud computing con lo sviluppo, il mercato dei server introdurrà una crescita, soprattutto nei settori della finanza, del governo e degli utenti elettrici, che non solo richiedono un gran numero di dpu per elaborare i dati e migliorare l'efficienza di calcolo, ma richiedono anche dpu per sfruttare la sicurezza.
"i chip dpu sono stati effettivamente utilizzati su larga scala e il tasso di crescita attuale è del 20%-30% all'anno. tuttavia, la caratteristica del settore dpu è che deve mantenere la stabilità e deve funzionare stabilmente sul cluster per diversi mesi prima di espandere il cluster." zhang yu ha detto, e cosa più importante, considerato lo sviluppo del settore nazionale dell'informazione e dell'innovazione, questi due o tre anni saranno un periodo molto critico, ed è una finestra temporale critica che ogni il produttore della dpu deve capire.
"dpu non è ancora un prodotto standardizzato. il processo di commercializzazione e di espansione dei volumi richiede un perfezionamento approfondito in base alla domanda del mercato e ai diversi scenari applicativi. richiede la collaborazione di produttori a monte e a valle, da progetti pilota su piccola scala di poche centinaia pezzi per l'implementazione su larga scala di decine di migliaia di pezzi."migliaia di chilometri si ottengono facendo piccoli passi." lu sheng ha affermato che la commercializzazione di dpu richiede gli sforzi congiunti di tutti i partner industriali per rafforzare la fiducia ecologica reciproca, la cooperazione e il movimento procedere insieme sulla strada della commercializzazione dell'integrazione domestica cpu+gpu+dpu 3u.
(questo articolo proviene da china business news)
