面對后摩爾時代和異構計算時代的需求，DPU（數據處理器）應運而生，并迅速點燃了芯片產業的熱情。近日，英偉達宣布其DPU將服務器和存儲之間的IO

PS（每秒進行讀寫操作的次數）性能提升至4100萬以上，超過之前世界紀錄的4倍，再次提升了數據中心存儲訪問速度的上限。在投融資領域，國內DPU芯片

設計企業中科馭數在2021年12月宣布完成數億元規模A+輪融資。芯啟源、星云智能等國內DPU企業，也在2021年獲得數億元融資。在國際市場，英偉達、

英特爾等企業正在積極卡位DPU產業。在國內市場，廣闊的應用空間為DPU提供了良好的發展條件。

先進計算產業的新機遇

隨著摩爾定律放緩，通用CPU性能增長的邊際成本迅速上升。數據顯示，CPU的性能年化增長為3%左右。而IDC數據顯示，全球數據量在過去10年的年復合

增長率接近50%，每四個月對于算力的需求就會翻一倍。

作為信息時代的算力基礎設施，數據中心正在面臨極大的算力和帶寬挑戰。在這種背景下，DPU應運而生。

DPU最直接的效果就是為CPU減負，承擔網絡虛擬化、IO虛擬化、存儲虛擬化等占用CPU算力但并非直接用于計算的基礎設施功能，從而將CPU的算力釋放

給應用程序。

由于DPU是從智能網卡發展而來，因而更強調網絡處理能力。相比CPU間接支持網絡IO，DPU能夠直接與網絡連接，其IO帶寬可以與網絡帶寬等同。這就意

味著CPU用于網絡協議處理的算力也可以卸載到DPU上。

芯啟源電子科技有限公司戰略發展副總裁王鵬向《中國電子報》記者指出，DPU的本質作用在于承載網絡側專用性的網絡堆棧算法和傳輸協議運算轉移，核

心效用在于釋放CPU算力資源，助力其他計算模塊高效處理業務數據。未來，DPU將致力于解決網絡協議處理、數據安全、算法加速等問題，而這些問題有

著“CPU做不好，GPU做不了”的特點。

“DPU能夠更好地執行網絡傳輸的協議棧，同時降低CPU負荷，讓CPU更有效地處理業務數據。CPU、GPU和DPU的組合是協同處理的下一個飛躍，它將利

用革命性的硬件加速技術和軟件定義的可編程技術，來應對以數據為中心和邊緣計算架構的挑戰，開啟先進計算產業新的發展機遇。”王鵬告訴記者。

作為面向數據的專用處理器，DPU也是異構計算的一塊新拼圖，推動數據中心加速芯片進一步向專業化發展。

“DPU的出現是算力從通用走向專用異構計算的一個階段性標志，它采用軟件定義技術路線支撐基礎設施層的資源池化，可以更加高效地處理基礎設施層的

網絡、存儲、安全、服務質量管理等服務，被業界定位為數據中心中繼CPU和GPU之后的‘第三顆主力芯片’。”中科馭數高級副總裁張宇向《中國電子報》

記者表示。

“雙英”領銜DPU割據戰

目前英偉達、英特爾、賽靈思、博通、Marvell等國際廠商已經在著手布局DPU市場，加速建立技術標準，構建各自的產品生態。

如同將GPU推入加速器市場時的摧枯拉朽之勢，英偉達在DPU市場的軟硬件研發上都占得先機。

2020年，英偉達發布了DPU及軟件框架DOCA。2020年發布的BlueField-2 DPU的數據傳輸速率達到200Gb/s，能夠加速關鍵數據的安全、網絡和存儲任務，

包括信任根、密匙管理，以及面向高性能計算和大型數據中心的RDMA（遠程直接地址訪問）等。其2021年發布的Blue Field-3 DPU處理軟件定義網絡、存

儲和網絡安全的速率已提升至400Gb/s。

DOCA與CUDA類似，將BlueField DPU提供的硬件能力進行軟件抽象和封裝，提供可編程接口，為開發者開發軟件定義、硬件加速的網絡、存儲、安全和管理

應用提供綜合開放的平臺。

英特爾于2021年6月發布的IPU是英偉達DPU的有力競爭者，也被業界視為英特爾版本的DPU。與DPU卸載GPU負載的目的類似，IPU將承擔原本由CPU處理

的存儲、網絡虛擬化等基礎設施層功能，從而釋放CPU算力。其代號Oak Springs Canyon的IPU具備兩個100GbE網絡接口，支持虛擬交換機、NVMe（易失

性內存主機控制器接口規范）、RDMA等功能，并提供硬件加密模塊。Mount Evans IPU具有200G帶寬，支持規模化的云端處理能力。

在英特爾IPU背后，是面向異構計算的ONE API軟件框架。ONE API為開發者提供了統一的、基于標準的編程模型。開發者也可以通過ONE API的性能庫和移

植、調試工具，將在其他軟件平臺上的代碼移植到ONE API。該軟件框架有助于開發者開發運行在IPU上的應用，也能讓IPU更好地融入英特爾的異構生態。

在部署軟硬件的基礎上，國際大廠也積極開展生態建設。英偉達宣布華碩、戴爾、富士通、技嘉、浪潮、聯想等廠商已經計劃集成其DPU。英特爾也在2021年

12月宣布與浪潮、銳捷網絡、Silicom攜手合作，共同設計并開發全新的IPU解決方案。

國內擁有巨大應用空間

在國際廠商積極卡位DPU產業的同時，國內圍繞DPU的投融資也十分活躍。2021年12月，中科馭數完成數億元規模A+輪融資，所籌資金將用于DPU芯片的研發、量產以及市場開拓。芯啟源在2021年完成數億元規模的Pre-A3輪及Pre-A4輪融資，將支持下一代DPU芯片的研發投入。星云智聯完成數億元天使輪融資，將

加速DPU研發。

廣闊的應用空間，為國內DPU產業的發展提供了“地利”。

作為DPU的主要應用方向，國內傳統IDC（互聯網數據中心）正在以雙位數增長。市調機構IDC預計，中國傳統IDC市場規模將在2023年達到1612.6億元，市

空間進一步擴大。

同時，DPU也在5G相關行業和數據安全市場具有廣闊的應用前景。

在通信產業，網絡虛擬化是5G關鍵技術之一。NFV技術推動下，運營商對于邊緣計算開放生態、降本增效、縮減部署周期的訴求愈發明晰。邊緣計算是賦能行

業數字化轉型的關鍵技術，對網絡帶寬、時延、可靠性要求嚴苛，進而激發電信行業對DPU硬件加速技術的需求。

“在5G邊緣云、自動駕駛和車路協同、金融計算等領域，DPU都會有比較好的市場機會。隨著5G垂直行業應用的快速發展，以及自動駕駛技術的持續進展，未

來以上領域對于DPU需求的增長速度甚至會超過公有云對于DPU需求的增長速度。”張宇表示。

在安全領域，DPU能將傳統分散運行在操作系統內和用戶態的安全策略統一整合到底層的硬件中執行，將網絡數據和應用數據收縮到智能網卡進行統一防護和

管理，并提供靈活的數據路徑監控和可視化的流量服務，配合加密算法，實現從數據傳輸到用戶數據的立體化防護。

“從國內市場需求側來看，我國擁有較強的互聯網產業、規模最大的網民和線上生態，數據的大爆發推動了對算力的需求。同時，我國愈加重視網絡安全。DP

U在確保網絡安全方面有著得天獨厚的優勢，可以實現從數據安全到數據中心安全的全方位覆蓋，具備較好的發展潛力。”王鵬說。

雖然國際DPU芯片廠商在產品成熟度上領先國內，但總體來講，DPU依然處于早期的藍海階段。

“從市場占有率和技術方向來看，國內外廠商都處于起步階段。國內市場需求體量巨大，而DPU芯片的設計又偏重于應用驅動的體系結構。因此，國內DPU

的發展正面臨可觀的市場機遇，廠商需要盡早在目標領域進行技術應用落地和產品服務打磨，打造完備的DPU應用生態圈。”張宇說。據悉，中科馭數正在積

極拓展DPU在多個行業的應用，為電信、金融、能源、互聯網等行業的數據中心研發DPU和智能網卡產品，以及基于DPU技術加速云原生生態的解決方案，

已經開展在5G MEC和邊緣云場景的布局。

王鵬表示，芯啟源將著力推進基于自研DPU芯片的智能網卡等系列產品在云計算、5G和6G、金融、交通等行業場景下的應用拓展，并加快第二代DPU芯片的

研發和產業化工作，在通信與計算融合發展的創新節點上，與上下游合作伙伴一起走出具有中國特色的DPU發展之路。

“我國應該充分利用DPU這一換道機會，樹立國產品牌，積極參與制定產業技術標準，加緊研發和生態布局，打造自主產業鏈。新一代DPU核心芯片完全有機

會打破國際企業在計算芯片領域的行業壟斷。”王鵬表示。