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基于自研KPU架构 中科驭数发布下一代DPU芯片计划

来源:中国科技财富 作者:陈杰 2021年04月02日
[导读]  全球算力的需求每3.5个月就会翻一倍,远远超过了当前算力的增长速度。而算力源于芯片,业内人士预测,DPU将成为继CPU和GPU之后重要的算力芯片。

  近日,专注于智能计算领域的DPU芯片和解决方案公司中科驭数发布了其下一代DPU芯片计划,将基于自研的KPU(Kernel Processing Unit)芯片架构,围绕网络协议处理、数据库和大数据处理加速、存储运算、安全加密运算等核心功能,推出新一代DPU芯片,赋能金融科技、数据中心、混合云及边缘计算等高带宽、低延迟、数据密集型的计算场景。

  DPU,是Data Processing Unit的简称,是面向数据中心的专用处理器。据中科驭数创始人兼CEO鄢贵海介绍,“DPU是最新发展起来的专用处理器的一个大类,其产生的背景是数字智能时代,数据爆发导致的端-边-云一体化趋势带来的对计算延迟、数据安全、资源虚拟化的需求。”

  随着数字经济的推进,数据的大爆发,摩尔定律失效已成共识。据IDC统计,近10年来全球算力增长明显滞后于数据增长。全球算力的需求每3.5个月就会翻一倍,远远超过了当前算力的增长速度。而算力源于芯片,业内人士预测,DPU将成为继CPU和GPU之后重要的算力芯片。

  中科驭数的创始团队在国内较早进行DPU芯片研发,创始人兼CEO鄢贵海博士、联合创始人兼CTO卢文岩博士及首席科学家李晓维博士均来自中科院计算所计算机体系结构国家重点实验室,堪称体系结构方面“国家队”级别团队,在芯片架构领域有15年的技术积累。他们创新性提出了软件定义加速器技术(Software Defined Accelerator),自主研发了KPU(Kernel Processing Unit)芯片架构,2019年设计了业界首颗数据库与时序数据处理融合加速芯片,已经成功流片。

2019年成功流片业内首颗数据库与时序数据处理融合加速芯片

  KPU架构是中科驭数创始团队近十年在体系结构方面研究成果和研发经验的积累。其相较于传统的ASIC或SOC DPU芯片架构,具有极高的灵活性,可以通过即时的软件配置来定义芯片内部数据运算逻辑,在保障充沛算力的同时,以最低功耗支撑更多运算负载类型。

  “不同于Broadcom、Fungible等国外芯片厂商,中科驭数的DPU将重点放在异构核上,以针对性算法加速为核心,通过KPU架构来组织异构核。在KPU架构下,中科驭数研发了国内首款芯片级完善的L2/L3/L4层全网络协议处理核,推出了直接面向OLAP、OLTP及类SQL处理的数据查询处理核,而没有采用原来众核为主的架构。”据鄢贵海介绍,异构核架构将带来更高效的数据处理效率、获得更直接的使用接口,以及更佳的虚拟化支持。

中科驭数K2芯片架构

  以KPU架构为核心,在2019年流片第一颗芯片的基础上,中科驭数宣布了其下一颗DPU芯片研发计划,功能层面包括完善的L2/ L3/L4层的网络协议处理,可处理高达200G网络带宽数据。其次融合数据库、大数据处理能力,直接面向OLAP、OLTP及大数据处理平台,如Spark等。另外还囊括机器学习计算核以及安全加密运算核。该颗芯片预计将于2021年底流片。

  在解决方案落地方面,目前中科驭数的相关产品和解决方案已经应用在金融极速交易、金融风控、极低时延数据库异构加速等场景。据鄢贵海介绍,除了深耕金融领域,2021年中科驭数产品的商业应用还将逐步拓展到混合云、数据中心、电信通信等领域。

  目前在国际上参与DPU研发设计的厂商既有Intel、Broadcom、Marvall、Nvidia等巨头,也有Fungible、Pensando等初创公司。

  随着国际竞争格局的复杂态势加剧,国产自主可控软硬件替代产品受到越来越多地关注。国家鼓励集成电路软件、高端芯片、新一代半导体技术等关键核心技术和前沿基础研究。目前中科驭数已经布局了126项技术发明专利,集中在芯片及硬件领域中的数据接入、数据存储、数据处理等,以及软件系统的系统易用性、效率优化、安全稳定等方向。

  DPU作为算力新型基础设施中的新物种,将在数据传输、存储、运算等方面扮演越来越重要的角色,算力时代DPU芯片将大有可为。

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