創科廣場｜NVIDIA加快驗證改進數據中心 投資熾熱夥伴生態成形

去年10月，NVIDIA行政總裁黃仁勳將收購的智能網卡Mellanox，冠上了新名字「DPU」（數據處理器）後，預測DPU和CPU、GPU將成「未來數據中心三大支柱」，上周再公布了新DPU版本BlueField3，支持的生態夥伴日眾。

黃仁勳公布了以InfiniBand驅動的網絡平台Quantum-2，能提供高性能計算（HPC）效能。Quantum-2跟量子運算沒有關係，只是新一代的超級電腦。但NVIDIA倒是推出了模擬量子運算的cuQuantum的SDK，以加快驗證真正量子電腦上的算法。

　　Quantum-2支援NVIDIA開發的400Gbps InfiniBand平台，包括了NVIDIA Quantum-2交換器、ConnectX-7網絡卡和BlueField-3數據處理器 （DPU），除了400Gb/s驚人吞吐量，還支援多租戶的共用功能。

HPC可支援多用戶

　　以往，HPC只是少數科學家或專業才使用，類似是車廠執行複雜的空氣動力模擬情景，或是氣象預報。不過隨着軟件進步，不少產品設計、電影動畫、生物和化學工程、地質研究，都會用上HPC。HPC用途不斷拓展，即使公有雲也開始為數以百萬計用戶，提供HPC服務。

　　以往HPC屬於封閉單用戶系統，難以供多租戶一起共用，Quantum-2則正好為上述的新興應用而度身定造，既提供HPC性能，又支援多用戶。

　　Quantum-2支援雲原生的技術，具400Gb/s高吞吐量和多租戶支援功能，可滿足眾多使用者的需求。數據中心可基於應用需求，自行選擇以ConnectX-7網絡卡或者BlueField-3的DPU建構。

　　BlueField的DPU可從系統的CPU，卸載了網絡和儲存運算工作量，隔離不同VM和容量的流量，實現零信任和分散式的防火牆，相信也會成為日後私有雲數據中心標準技術。

DPU引發投資熱潮

　　所謂「DPU」，就是指可編程設計的處理器，專門用於運行數據中心內的特定基礎設施；最常見是保安、儲存和網絡功能，以釋放現有伺服器算力，卸載工作量使伺服器可運行更多應用。乍聽起來，DPU與GPU有雷同之處，自從黃仁勳提出DPU而成為濫觴，DPU馬上身價百倍，在各地引發投資熱潮。

　　數據中心虛擬化之後、為了處理VM網絡、儲存、保安，耗用大量CPU算力，專用處理器以卸載和隔離流量，馬上應運而生，其實在公有雲並不陌生。AWS開發了Nitro System，原理上跟DPU完全一樣，為了卸載數據中心保安、虛擬化、網絡和儲存等功能，以釋放更多CPU算力。但Nitro System是AWS專屬技術；NVIDIA的DPU，除了可供應其他公有雲，還可成為成為數據中心的標準，前景更廣闊。

　　各家廠商積極投入下，DPU市場百花齊放，英特爾也推出稱之為Infrastructure Processing Unit，市場上DPU還有多家初創，不少大有來頭，其中Pensando創辦人為Cisco的資深工程團隊，主席和創辦人之一更是Cisco前任行政總裁John Chambers，投資者還包括了Lightspeed、HPE和高通。

　　Fungible的創辦人是Pradeep Sindhu，為Juniper Networks的聯合創辦人，投資者則包括了軟銀願景基金。中國亦有多宗DPU的融資，最近包括了益思芯科技，創辦人黄益人曾創辦美國CNEX Labs。

　　黃仁勳也公布DPU生態系統，網絡設備廠商Juniper Networks在GTC上宣布了Edge Services Platform平台，並全面支援BlueField的DPU。Juniper Networks的設備部署在不少大型數據中心，支援BlueField，無疑打下了強心針。

保安廠商踴躍支持

　　Juniper技術總監Raj Yavatkar表示，DPU除了可從CPU卸載網絡、保安和儲存等I/O算力，也可實現分散式網絡和保安服務；包括了向數據中心內每一部伺服器，提供獨立的容器防火牆和第7層的代理伺服器（Proxy），提供保安和加速性能。

　　除了Juniper以外，支持BlueField還有多家保安廠商；Palo Alto Networks（PAN）已公布了專門針對BlueField的虛擬防火牆系列，每秒傳輸速度高達100Gb/s，比現時以基於通用CPU設計的虛擬防火牆，快上了5倍，未來企業更容易設計出類似公有雲的超級數據中心。

　　不過，以DPU作為加速網絡和保安應用，還須中央化SDN軟件管理，數據中心設計須作改變，不過現在廠商磨拳擦掌，系統軟件正虛位以待。

VMware就建立了「Project Monterey」，支援在BlueField綜合管理所有網絡和保安的功能。VMware仍是數據中心虛擬平台最具影響力的廠商，Project Monterey意味DPU可成為虛擬技術的數據中標準。

　　NVIDIA指新版BlueField-3可卸載多達300處理器的工作量，英特爾會在下屆Six Five高峰會推出基礎設施處理器（infrastructure processing unit，IPU），也就是DPU的發展藍圖。HPE的Aruba則推出以Pensando的DPU設計的交換器。

　　據研究Gartner估計，DPU市場迅速擴展，2023年出貨的網絡卡之中，約有三分之一會是DPU。預料數年後，市場上DPU選擇，將多如雨後春筍。