著AI、5G和云計算技術逐漸火爆全球,，數(shù)據(jù)中心作為承載和支撐數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要載體,，正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。今天我們先來了解作為數(shù)據(jù)中心未來計算的三大支柱（CPU,、DPU和GPU）的演進歷程和三者之間的協(xié)作關系,。

1. CPU

CPU的全稱是 Central Processing Unit（中央處理器），在三大支柱中是發(fā)展最早的,，主要包括運算器（ALU, Arithmetic and Logic Unit）和控制單元（CU, Control Unit）,，寄存器（Register）、高速緩存器（Cache）和它們之間通訊的數(shù)據(jù),、控制及狀態(tài)的總線,。CPU遵循的是馮諾依曼架構，即存儲程序,、順序執(zhí)行,。

一條指令在CPU中執(zhí)行的過程是：讀取到指令后，通過指令總線送到控制器中進行譯碼,，并發(fā)出相應的操作控制信號,。然后運算器按照操作指令對數(shù)據(jù)進行計算，并通過數(shù)據(jù)總線將得到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)緩存器,。

因此,，CPU需要大量的空間去放置存儲單元和控制邏輯，相比之下計算能力只占據(jù)了很小的一部分,，所以CPU更擅長邏輯控制,，而非大規(guī)模并行計算能力,。

2.GPU

GPU（Graphics Processing Unit，圖形處理器）的誕生是為了解決CPU在大規(guī)模并行運算中受到的速度限制,。正如圖像處理器名稱一樣,，GPU更善于處理圖像領域的運算加速，最初是用在個人電腦,、工作站,、游戲機和一些移動設備上運行繪圖運算工作的微處理器。

那么為什么GPU特別擅長處理圖像數(shù)據(jù)呢,？

這是因為在圖像上的每一個像素點都有被處理的需要,，而且每個像素點處理的過程和方式都十分相似，因此可以并行計算,，所以GPU在圖像處理方面的能力就非常強,。但是GPU無法單獨工作，必須由CPU進行控制調(diào)用才能工作,。也就是說CPU可單獨作用,，處理復雜的邏輯運算和不同的數(shù)據(jù)類型，但當需要大量的處理類型統(tǒng)一的數(shù)據(jù)時,，則可調(diào)用GPU進行并行計算,。

3.DPU

DPU，全名Data Processing Units（數(shù)據(jù)處理單元）,，DPU主要承擔起安全,、網(wǎng)絡、存儲和AI等業(yè)務的加速處理,，旨在降低CPU的利用率,，滿足網(wǎng)絡專用計算需求,，尤其適用于服務器量多,、對數(shù)據(jù)傳輸速率要求嚴苛的場景。

回顧數(shù)據(jù)中心架構發(fā)展歷程,，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心架構是以CPU為中心的架構,，這代表著數(shù)據(jù)中心基礎架構的運行能夠消耗20%-30%的CPU核，這在數(shù)據(jù)中心龐大的數(shù)據(jù)處理任務中是一個非常嚴重的絆腳石存在,。而DPU為中心的數(shù)據(jù)中心架構是指以數(shù)據(jù)為中心的市場發(fā)展和應用需求,，也可以說新的數(shù)據(jù)中心架構是指數(shù)據(jù)在哪計算就在哪。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心架構相比,，以數(shù)據(jù)為中心的新架構在解決網(wǎng)絡傳輸中的瓶頸問題或者丟包問題時,，典型通信延時可以從30-40微秒降低到3-4微秒，有10倍的性能提升,。

特別是去年4月,，英偉達宣布完成對以色列網(wǎng)絡芯片商Mellanox高達69億美元的收購交易,，將DPU芯片推至半導體領域的焦點。而今年的四月,，英偉達首席執(zhí)行官黃仁勛在 GTC 21 上又宣布英偉達數(shù)據(jù)中心芯片戰(zhàn)略升級為 GPU+CPU+DPU,。與此同時，英特爾,、中科奴數(shù),、Marvell等國內(nèi)外芯片廠家也都陸續(xù)推出自己的DPU產(chǎn)品。

一時間,，DPU產(chǎn)品的研發(fā)成為全球半導體領域炙手可熱的焦點,。

現(xiàn)如今數(shù)據(jù)中心倡導以資源池的形式來做，各類資源分別管理,、擴容,，而DPU宛如一個連接樞紐，可以起到中心調(diào)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)絡資源。當然,，DPU 的出現(xiàn)并非要替代 CPU 和 GPU,，而是更好地滿足數(shù)據(jù)中心市場的需求。三者協(xié)作,，才是未來數(shù)據(jù)中心計算領域的前沿發(fā)展趨勢,。

光潤通科技作為全球網(wǎng)卡領域產(chǎn)銷規(guī)模領先的高新技術企業(yè)，在網(wǎng)卡應用領域市場上占據(jù)著非常重要的影響地位,。15年來,，光潤通科技堅持以市場需求為根本，以未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展為導向,，不斷引領網(wǎng)卡行業(yè)的發(fā)展趨勢,。未來，光潤通科技也將在基于GPU,、DPU等芯片基礎上,，研發(fā)出更適應未來數(shù)據(jù)中心計算應用領域的服務器網(wǎng)卡。

蓄勢待發(fā),，砥礪前行,，光潤通科技，未來可期,！