驅動資料中心網路運作的引擎！《NVIDIA BlueField DPU架構》正被各式雲端服務、超級電腦及網路設備採用中

科技圈終於在本週首度揭開NVIDIA BlueField資料處理器的面紗。這款晶片在去年開闢出DPU這個產品類別，而雲端服務、超級電腦及許多OEM業者與軟體合作夥伴已紛紛開始採用。帶領以色列BlueField設計團隊的首席架構師Idan Burstein，將在Hot Chips大會上介紹DPU的架構。Hot Chips每年皆吸引眾多全球頂尖的微處理器設計師出席這場年度盛會。在這場演講中，將發表一款用於加速現代資料中心的晶片引擎，這款引擎中有著一組硬體加速器與通用Arm核心，可以加快網路、安全性功能及儲存工作的運作速度。

這些工作包含虛擬化資料中心的硬體，同時確保網路流量的安全和順暢，包括在硬體中加速運行資料中心基本任務中不斷增加的作業負載，像是：

• 安全性方面的IPsec、TLS、AES-GCM、RegEx及Public Key Acceleration
• 儲存方面的NVMe-oF、RAID及GPUDirect Storagee
• 網路方面的RDMA、RoCE、SR-IOV、VXLAN、VirtIO及GPUDirect RDMA
• 視訊串流及時間敏感性通訊的卸載

這些作業負載的成長速度已經超越摩爾定律，佔據三分之一的伺服器CPU運行週期。DPU將這些專用硬體整合起來，以更高效的方式來運行這些工作，釋放出更多CPU核心來處理資料中心的應用。

DPU在不犧牲裸機效能的情況下提供虛擬化和先進的安全功能，它們的應用範疇涵蓋雲端運算、媒體串流、儲存、邊緣處理和高效能運算等多個領域。

NVIDIA執行長黃仁勳形容DPU為未來運算領域發展的三大支柱之一。CPU用於通用運算、GPU用於加速運算，而DPU則在資料中心內移動資料以進行處理。

隨插即用的完整堆疊

在Hot Chips大會中有許多會讓處理器架構師著迷不已的晶片細節，對使用者來說，好消息是他們不需要精通這些，只要把現有軟體安裝到熟悉的高階軟體介面，就能發揮DPU的優勢。

這些API被綁定在稱作NVIDIA DOCA的DPU軟體堆疊裡，堆疊裡有驅動程式、函式庫、工具、文件、應用程式範例及一個runtime環境，以在整個資料中心的數千個DPU上配置、部署和調控服務。

已經有數百個組織向NVIDIA申請DOCA的早期試用，其中包括全球許多產業中的頂尖企業。

▲DOCA的軟體平台有助於快速開發DPU上的網路、儲存和安全應用程式。

將DPU用於資料中心及雲端環境

全球已有多個最大型的雲端環境及一台TOP500排行榜上的超級電腦，採用在Hot Chips大會介紹的架構，並與下一代防火牆進行整合。多個頂尖OEM推出的系統很快也會採用這個架構，和來自超過十家軟體合作夥伴的支援。

全球多個雲端服務供應商正使用或準備部署BlueField DPU，以安全配置運算執行個體。

BlueField助力超級電腦及防火牆

劍橋大學利用DPU的效率，於今年六月推出了英國最高速的學術研究超級電腦，它在全球最節能系統的Green500排行榜上位居第三。它是全球第一部雲端原生超級電腦，研究人員可以在不影響效能的情況下，以保有隱私和安全的方式共享虛擬資源。

所有資料中心可以透過Palo Alto Networks的VM-Series新世代防火牆，獲得DPU的安全性功能。BlueField-2可以加快VM-Series新世代防火牆的運作速度，檢查過去無法檢查的網路流量。

DPU很快就會現身在華碩（ASUS）、源訊（Atos）、戴爾科技（Dell Technologies）、富士通（Fujitsu）、技嘉（GIGABYTE）、新華三（H3C）、浪潮（Inspur）、廣達（Quanta)／雲達（QCT）及美超微（Supermicro）推出的系統中，其中有部分業者在五月的COMPUTEX大會中宣布了相關計畫。

十餘家軟體合作夥伴將支援NVIDIA BlueField DPU，包括：

• VMware發表Project Monterey，將DPU提供給超過30萬個組織，他們皆仰賴VMware為他們帶來的速度、彈性及安全性。
• Red Hat將推出用於Red Hat Enterprise Linux及Red Hat Open Shift的開發者套件，有95%的《財星》全球500強企業（Fortune 500）使用。
• Canonical的Ubuntu Linux，這是公有雲中最受歡迎的作業系統。
• Check Point Software Technologies的解決方案，被全球超過十萬個組織用來預防網路攻擊。

其他合作夥伴有Cloudflare、DDN、Excelero、F5、Fortinet、Guardicore、Juniper Networks、NetApp、Vast Data及WekaIO。廣泛的產品支援來自於龐大的發展機會。

NVIDIA財務長Collette Kress在五月的財報會議上表示：「世界上的每一個網路晶片都將成為智慧網路晶片，而這就是所謂的DPU，它是晶片上的資料中心。」他預測日後每台伺服器都會搭載一個DPU。

以DPU驅動的網路近在眼前

Dell’Oro Group的市場觀察員預測，智慧網路埠的出貨量將增加近一倍，從2020年的440萬上升到2025年的740萬。

NVIDIA為了迎向這股成長動能，在GTC大會上宣佈了接下來兩代DPU的發展路線圖。明年開始送樣的BlueField-3，將驅動高達每秒400Gbit的網路，並擁有300個x86核心的運算實力。BlueField-4在加入NVIDIA人工智慧（AI）運算技術後將能大幅提升效能。

從市場動能及本週的Hot Chips大會演講中可以看出，正如NVIDIA在AI領域的作為一般，如今NVIDIA也正引領著加速網路的發展。

以上資料來由NVIDIA提供

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