【中国移动研究院】DPU硬件标准化的思考与探索

DPU硬件标准化的思考与探索总结

核心内容

DPU（Data Processing Unit）作为数据中心的第三颗大芯片，旨在提供网络、存储、安全、管理等基础设施的虚拟化能力，以实现敏捷、灵活、高效的算力基础设施。它在智能计算、大数据、云游戏、分布式存储等业务场景中发挥着重要作用，能够降低CPU损耗、提升性能、增强安全性，并支持多样化的算力服务形态，如虚拟机、容器、裸金属等。

主要观点

• DPU技术体系与云计算紧密相关，其发展受制于云计算技术的快速迭代。
• DPU作为软硬一体解决方案，亟需推动整机层和部件层的标准化与通用化，以促进其在产业中的广泛应用。
• DPU的落地商用依赖于云平台、服务器与DPU卡之间的协同适配，而当前缺乏统一标准，导致适配周期长、成本高。
• 为实现DPU与服务器的解耦，建议分阶段推进标准化，从硬件结构、供电、散热等基础层面入手，逐步收敛到带外管理、运维等更深层次。
• 在DPU卡层面，推荐采用全高双宽3/4长PCIe标卡作为统一结构，并以三颗芯片为核心架构，逐步形成事实标准。

关键信息

技术体系挑战

• 技术架构不独立：DPU与云计算技术高度耦合，难以独立发展。
• 技术路线不明晰：在实现相同功能时，存在多种技术路径，缺乏统一标准。
• 技术标准不成熟：DPU的功能与接口尚未形成广泛认可的标准，导致硬件实现高度定制化。

产业生态现状

• DPU与云平台、服务器共同构成端到端解决方案，三者缺一不可。
• 当前DPU的商用落地面临云平台、服务器与DPU卡之间适配困难的问题，限制了其规模化应用。

标准化建议

• 服务器整机标准化：
  • 阶段一：统一服务器结构及供电最大能力、统一散热能力、统一硬件辅助边带信号定义、统一带外管理功能边界。
  • 阶段二：进一步收敛服务器与DPU卡在带外纳管、运维、底层固件等方面的交互关系。
• DPU卡硬件标准化：
  • 优先在生态标准层面达成硬件架构、带外纳管等方案级别的一致。
  • 通过企业标准进一步约束端口数量、规格及功能性能等具体设计要求。

中国移动的标准化探索

• 中国移动在ODCC（开放数据中心委员会）中立项《裸金属服务器技术规范》，提出“四个统一”，旨在实现DPU与服务器设备的硬件解耦。
• 发布《DPU技术白皮书》，明确三大标准化方向：DPU技术架构、硬件四个维度统一、软件功能接口定义。
• 推动标准体系建设，牵头多项行业标准的制定，包括DPU总体技术要求和裸金属服务器技术规范。
• 构建开源生态，促进产业合作与技术共享，已汇聚28家云平台、服务器和DPU厂商。

产业生态建设目标

中国移动致力于打造一个解耦、开放的DPU标准和产业生态，通过标准体系构建和产业生态催化，推动DPU技术的广泛应用与持续发展。其三大定位为：产业聚合平台、技术方案实验床、业务场景孵化器，旨在凝聚产业合力，推进DPU产业的稳步健康发展。