中国移动：云计算通用可编程DPU发展白皮书（2023）（62页）.pdf

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1、 云计算通用可编程 DPU 发展白皮书（2023 年）中移（苏州）软件技术有限公司 中国信息通信研究院云计算与大数据研究所 深圳云豹智能有限公司 2023 年 3 月 云计算通用可编程 DPU 发展白皮书（2023 年）编委会 编委成员 主编：陈继磊、陈文斌 编委（排名不分先后）：栗蔚、刘军卫、张学利、黄明飞、龙翼、姚军、杨亚军、陶云祥、王立、曲悦、周昱杰、赵兴华、马飞、苏越、赵伟博、桑柳、贺健、李志超、赵真、孙传明、许斌、袁林思、王雪强、王国安、王金全、黄成云、吴杨 参编单位：中移（苏州）软件技术有限公司 中国信息通信研究院云计算与大数据研究所 深圳云豹智能有限公司 云计算通用可编程 DPU

2、 发展白皮书（2023 年）版权声明 本白皮书版权属于中移（苏州）软件技术有限公司、中国信息通信研究院、深圳云豹智能有限公司，并受法律保护。转载、摘编或利用其他方式使用本白皮书内容或观点，请注明：“来源：云计算通用可编程 DPU 发展白皮书（2023年）”。违反上述声明者，编者将追究其相关法律责任。云计算通用可编程 DPU 发展白皮书（2023 年）I 目 录 1.前言.1 2.DPU 行业的机遇与挑战.3 2.1 DPU 的发展历程.3 2.1.1 NIC 的发展和应用.4 2.1.2 SmartNIC 的发展和应用.5 2.1.3 DPU 发展和应用.6 2.2 DPU 的现状.7 2.2

3、.1 海外 DPU 的现状.7 2.2.2 国内 DPU 的现状.10 2.3 DPU 行业的挑战.12 3.DPU 核心特性.13 3.1 层级化可编程.14 3.1.1 层级 1 通用可编程.17 3.1.2 层级 2 嵌入引擎可编程.17 3.1.3 层级 3 领域可编程.18 3.2 低时延网络.19 3.3 统一资源管控.21 3.3.1 统一的计算资源管控.22 3.3.2 统一的网络资源管控.24 3.3.3 统一的存储资源管控.25 3.4 持续发展的加速卸载.27 4.DPU 应用场景分析.28 4.1 云计算卸载.28 4.1.1 网络功能卸载.28 4.1.1.1 虚拟交

4、换机功能的卸载.28 4.1.1.2 虚拟主机接口的硬件加速.29 4.1.1.3 RDMA 协议的硬件卸载.30 4.1.2 存储功能卸载.31 4.1.2.1 NVMe-oF 存储协议的卸载.31 4.1.2.2 存储接口的硬件加速.32 4.1.2.3 存储应用的卸载.32 4.1.3 Service Mesh 的卸载.33 4.2 统一的存储.35 4.3 5G/UPF 卸载.38 4.3.1 UPF 简介.38 4.3.2 UPF 卸载和加速.40 云计算通用可编程 DPU 发展白皮书（2023 年）II 4.3.3 UPF DPU 管控方案.42 4.4 零侵入管控.42 4.5

5、零信任安全.44 4.5.1 基于信任根的安全启动.44 4.5.2 分布式可编程防火墙.45 4.5.3 数据安全传输.46 4.5.3.1 虚拟机数据传输加密.46 4.5.3.2 RPC 调用数据传输加密.47 4.5.4 数据安全存储.48 4.6 ChatGPT 训练加速.49 5.DPU 行业发展展望.52 5.1 国内外 DPU 发展格局.52 5.1.1 技术路径.52 5.1.2 商业化布局.52 5.1.3 长期战略规划.53 5.2 DPU 在算网融合发展战略中的价值.54 附录.56 插图目录.56 术语与缩略语.57 云计算通用可编程 DPU 发展白皮书（2023 年

6、）1 1.前言“十四五”数字经济发展规划中指出数字经济是继农业经济、工业经济之后的主要经济形态，是以数据资源为关键要素，以现代信息网络为主要载体，以信息通信技术融合应用、全要素数字化转型为重要推动力，促进公平与效率更加统一的新经济形态。随着数字经济的持续发展，算力需求呈爆发性增长，算力正在逐步成为新时代的核心生产力。算力的发展同步带动了网络的变革，构建高效、灵活、敏捷的算力基础设施底座，成为数据中心网络新型基础设施基于数据算力驱动和演进的关键。中国移动云能力中心 IaaS 产品部总经理刘军卫谈到：“随着人类生产力进入算力时代，传统以 CPU 为核心的架构正在遭受算力瓶颈考验，多样化算力需求亟需