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報道，近年來，在摩爾定律逐漸逼近極限情況下，CPU的性能增長瓶頸已經較為顯著。但隨著大數據、云計算和人工智能等產業方興未艾，算力需求卻出現爆炸式增長，進而導致出現嚴峻的算力供需錯配局面。在這樣的背景下，DPU橫空出世，并逐步將數據處理邏輯改變為“以數據為中心”，從而有望成為繼CPU、GPU之后的“第三塊主力芯片”。

雖然僅僅正式“誕生”約一年半時間，但DPU已儼然成為“兵家必爭之地”。在這一賽道，英偉達、英特爾、Marvell、博通、AMD等國際巨頭爭相布局，芯啟源、中科馭數、Fungible和Pensando等國內外新貴也在摩拳擦掌、沖勁十足。與此同時，為了縮減數據中心運營成本，虎視眈眈的亞馬遜、微軟、阿里巴巴、騰訊等云供應商也紛紛下場自研DPU。

目前，憑借技術經驗、人才梯隊等優勢，海外巨頭在DPU的各技術路線上構筑了較高的行業壁壘，并在獲得規模客戶方面占據先機。但中國DPU廠商與其處于基本一致的發力節點，同樣在各技術路線取得不少突破，因而也擁有顯著的發展機遇。那么，在“百家爭鳴”的DPU賽道，面對實力強勁的海外巨頭競爭，中國企業未來要如何才能實現破局和突圍？

DPU將成數據中心核心支柱

隨著大數據、云計算及人工智能時代號角奏響，一路飆升的算力逐漸成為計算浪潮的核心，并推動數據中心等建設如火如荼。據調研機構IDC的數據顯示，全球數據量在過去10年的年均復合增長率接近50%，每四個月對于算力的需求就會翻一倍。而由此帶來的幾何級數據聯網端口增長速度，遠超摩爾定律和Dennard縮放比例定律的計算周期速度。

對此，經過多項探索實驗，DPU已成為減輕網絡開銷的最佳方式，進而正在取代CPU作為數據中心服務器的中央控制點，逐步建立以數據為中心的計算架構。而作為具有高度靈活可編程性的芯片，DPU最直接的效果就是為CPU減負，承擔了大量網絡、存儲、安全和虛擬化等占用CPU算力但并非直接用于計算的基礎設施功能，從而將CPU的算力釋放給核心應用程序。

在DPU技術路線方面，據國內相關產業研究報告介紹，一是以通用眾核處理器為基礎，以多核Arm為核心，以眾取勝，可編程靈活性較好，但是應用針對性不夠；二是以專用核為基礎的異構核陣列，針對性較強、性能較好，但是犧牲了部分靈活性；第三種路線結合了前二者優勢，即將通用處理器的可編程靈活性與專用的加速引擎相結合，正在成為最新的產品趨勢。

基于高度靈活可編程等特性，除了能夠提高數據處理性能，DPU還可以通過不同的軟硬件定義，延伸至企業網絡、電信系統、存儲、網絡安全、5G通信和云端等領域，從而滿足不同應用場景的具體需求，可實現的增長價值巨大。據統計，未來用于數據中心的DPU量級將達到和數據中心服務器等量的級別。如果考慮到部署到眾多其它領域，這將是不可估量的增量市場。

對于未來行業發展，在芯啟源方面看來，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。另外，英偉達首席執行官黃仁勛則曾表示：“DPU將成為未來計算的三大支柱之一，未來的數據中心標配是‘CPU+DPU+GPU’，CPU用于通用計算、GPU用于加速計算、DPU則進行數據處理。”

行業呈現“百家爭鳴”競爭格局

一個顛覆性的核心器件，必然是兵家必爭之地。目前，傳統的老牌芯片巨頭英偉達、英特爾、Marvell、博通等先后下場，國內的創業型公司芯啟源、中科馭數、云豹智能、大禹智芯等也在力爭上游。此外，下游云計算龍頭AWS、阿里云等廠商也均已有布局。由于DPU概念和技術標準尚未統一，各家從自身優勢出發輸出相應解決方案，形成了“百家爭鳴”的競爭格局。

目前，在海外企業方面，博通是以通用眾核為基礎的同構眾核DPU，并運用了通用SoC和ASIC；英特爾基于FGPA做DPU（命名為IPU），屬于以專用核為基礎的異構核陣列；英偉達則是基于ASIC做DPU，屬于將通用處理器的可編程靈活性與專用的加速引擎相結合。以英偉達的BlueField-3系列DPU來看，就包括16個ARM核及多個專用加速引擎。

整體上，在DPU軟硬件研發等方面，英偉達無疑都相對占住了市場先機。其產品目前開發到了BlueField-3，網速高達400Gbps，并且有通用的工具包DOCA，能夠使整體的擴展和研發都保持兼容的狀態。而作為英偉達的有力競爭者，為了釋放CPU算力，英特爾的IPU承擔了原本由CPU處理的存儲、網絡虛擬化等基礎設施層功能，并輔以為開發者提供的ONE API軟件框架。

芯啟源第四代DPU智能網卡 圖：芯啟源

另外，國內DPU廠商也是多條技術路線并行。其中，芯啟源基于獨特可擴展的多核芯片SoC架構；中科馭數基于自主研發的KPU架構；云豹智能主要基于FPGA方案；專注PCIe技術棧的邊緣智芯則提供另一種視角，數據從網卡進入其設計的XPU后，分發給CPU、GPU、SSD；星云智聯正在研發的DPU將在IAAS和PAAS之間形成獨立的CAAS(通信服務層)。

由于通過使用DPU所需的服務器數量更少，云服務商不僅可以降低前期硬件投入成本，還能減少數據中心用電規模、機房空間需求和CO2 排放量，從而實現節能減排目標。亞馬遜和微軟等云服務商很早就意識到了其中的巨大益處，于是紛紛選擇卸載掉服務器的聯網功能，并將這部分工作轉移到DPU上運行，以便釋放出更多CPU核，優化服務器利用率及降低聯網成本。

例如亞馬遜收購了Annapurna，專門開發類似器件和DPU芯片；微軟通過將FPGA集成到DPU上卸載服務器的聯網功能，并實現數以百萬計規模的部署；而阿里云的做法是在神龍服務器核心組件MOC卡中使用專用的X-Dragon芯片，以實現DPU的多種相關功能。此外，云廠商也在通過投資等方式尋找合適的解決方案，如騰訊投資云豹智能，字節跳動投資云脈芯聯等。

國內DPU企業如何突圍破局？

當前，大多數DPU方案都是從基本的網絡控制器開始擴展至SoC。其中，英偉達、英特爾分別采用處理器配合ASIC和FPGA，外加加速引擎的方式；Marvell、博通則使用最新通用處理器內核配合加速引擎的方式。這三種方式基本代表著DPU產業的未來主流發展方向。而面對兵強馬壯的海外巨頭構筑的較高行業壁壘，國內DPU企業要如何實現突圍破局？

首先，區別于海外國家通常主要由個體企業進行算力布局，中國可以通過宏觀政策引導，充分調動國家、社會資源，集中力量推動數字化轉型的進程。基于此，新基建、“東數西算”的建設將有力推動國內DPU行業的發展。在這一前所未有的契機下，國內DPU廠商應該充分扎根本土，打造快速響應各類定制化及國產化需求的能力，以提供高效率和專業的定制化服務。

其次，拋開中國的宏觀政策和諾大市場前景等因素，自主DPU企業要在“百家爭鳴”中脫穎而出，勢必還有賴于核心技術。因為只有掌握了最底層最經得起市場考驗的核心技術，才能在行業競爭中充分掌握話語權。目前，國內DPU發展的一個重要短板就體現在基礎研究上，因而需切實提升自主芯片的研發能力，夯實基礎然后“由點及面”，而不是盲目追逐潮流。

另外，由于DPU尚屬于新興市場，客戶需求處于相對粗放和分散的階段，因此現階段各企業基本都能通過為客戶進行定制化服務獲得訂單。目前，國際巨頭主要針對大型互聯網和通信服務商市場，但受成本因素等限制無法為眾多中小客戶進行定制化服務。因此，作為DPU賽道相對較新的玩家，國內DPU廠商可通過FPGA和NP等適用性較好的方案切入市場。

再者，在DPU產業，不遺余力的構建生態也至關重要。DPU的軟件生態具體表現形式為DPU軟件功能覆蓋的廣度與適配性程度，是實現高度靈活可編程性的關鍵。而除了軟件生態，DPU還應當具備產業垂直應用覆蓋生態、橫向的協同生態以充分實現其增長價值。因此，行業可建立起以DPU為中心，并聯合芯片行業各方力量共建協同的立體生態。

最后，如今除了數據中心，DPU典型適配場景如企業網絡、電信系統、5G通信、云端、網絡安全、存儲和嵌入式系統等的應用同樣發展迅猛。與此同時，國內企業與巨頭直接交鋒難度可想而知：不僅要在DPU性能、生態上一較長短，更重要的是能否在應用端不斷迭代進化。由此，國內廣泛的應用市場應對國產DPU秉有信心，敢于為其提供充分成長的“黑土地”。

結語

可以確定是，未來數年內DPU市場在全球都是一片藍海。但從芯片市場競爭格局的歷史走向來看，未來DPU賽道極可能將不是各巨頭與初創企業混戰的市場。隨著眾多強勢資本、技術、人才等要素不斷投入，最終有實力的大企業將演變為整個市場的主導力量，同時眾多中小企業通過與垂直領域結合，構建創新型、高效能、靈活適用的產品將能實現在DPU市場分一杯羹。

而在這場決勝未來的角逐中，中國與海外DPU廠商基本處于相同的發力節點，擁有顯著的發展機遇。鑒于此，國內DPU企業應當站在全球化的維度，以更開放、包容的視野和心態面對應用端的廣泛需求，同時加強與芯片廠商、產業鏈上下游廠商等各方的深度合作，建立起兼容的業界標準和協同生態，進而在推動DPU產業發展同時，帶動中國芯片行業整體能力持續提升。（隱德萊希）

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