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2020年，英伟达以69亿美元收购以色列网络芯片公司Mellanox，并于同年推出其首款DPU产品，定位于CPU和GPU之后的“第三大算力支柱”——至此引燃DPU市场。两年来，DPU在国内外的热度迅速蹿升，国际巨头在迅速布局：Intel推出IPU基础设施处理器，今年又传来AMD以19亿美元收购DPU芯片厂商Pensando；国内市场也是如此，玩家纷纷布局、资本分外青睐。
“一年完成三轮大体量融资”的背后
国内DPU公司中，中科驭数布局较早，创始团队在计算机体系结构领域有近二十年技术积累，在产品量产、商业落地、生态构建、以及相应的标准推动等方面较为先行。
日前，中科驭数宣布完成数亿元B轮融资，并同时公布第二代DPU芯片K2预计将在10月回片。据了解，该轮融资达到了超以往轮次融资规模的数亿元，由金融街资本领投，建设银行旗下建信股权跟投，老股东灵均投资、光环资本、泉宗资本连续三轮追投。
这也是过去一年内，中科驭数完成的第三轮大体量融资。融资和产品节奏都稳健的中科驭数，关键优势是什么？
追溯起来的话，该公司创始人兼CEO鄢贵海博士、联合创始人兼CTO卢文岩博士，均来自国内的科研院所。他们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，并于2019年设计出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。中科驭数的DPU芯片，正是基于自研的KPU芯片架构，具有网络协议处理、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。
在技术路线方面，中科驭数2018年提出了“软件定义加速器”，采用自主研发的敏捷异构KPU芯片架构。相较于传统的ASIC或SoC DPU芯片架构，KPU有较高的灵活性，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。在解决专用处理器设计碎片化问题的同时，异构众核的技术架构具有软件定义可配置、设计周期短、性能更优、计算高效的优势，据称目前已经研发积累了百余类功能核。
专用DPU =定制化=不通用？
从被提出以来，DPU一直伴随着“专用”这个字眼。鄢贵海分享，他被不止一次地问过：既然DPU是一颗专用芯片，是不是意味着应用比较有限？通常需要通过定制化才能实现？它是不是非标准产品？是不是不够通用，不能跟现有的生态环境很好地兼容？
对于这些问题，鄢贵海认为有一定的片面性，甚至是认知误区。他指出，本质上，“专用化、定制化、标准化”是三个完全不相关的概念。“专用化”强调的是应用场景；“定制化”是实现一项技术的路径选择；“标准化”的背后则是工程化，其实是为了降低边际成本。至于要不要定制化？可能很多时候取决于两个因素：一是通用产品具不具备实现系统功能所需的支撑；二是成本问题，如果定制化可以让成本更低、性能更高，其实是没有理由非得用已有的标准组件去实现的。
基于他的解读，不难理解DPU所说的“专用性”主要是针对应用场景而言，并不能简单等同于定制化产品。那么，究竟该如何理解这个所谓“第三颗算力芯片”的功能定位和产品属性？
英伟达给出过一个定义，可以说比较准确地描述了DPU的功能，也相对容易理解——“DPU是用来把数据在正确的时间放到正确的位置”。
该如何理解？ 鄢贵海认为，正确的时间指的是延迟必须要满足要求，带宽要能达到数据量，自身的数据带宽要做到匹配；正确的位置指的是要把所有的远程资源都能本地化，所有的跨节点访问都要做的跟访问本地资源是一样的。
“其实，DPU是什么不重要，重要的是DPU能做什么”，鄢贵海在帮助厘清DPU概念的同时指出，“从我们开始做DPU，就在试图回答DPU是什么，而每一年我们对DPU的认识都在加深。”
DPU=智能网卡？
数据中心服务器之间的网络互联有一套底层软件系统，这套软件需要能完成网络互联协议，除此之外，还需要能跑一套数据中心必备的网络安全系统。传统上，这些处理跑在CPU上，而随着智能网卡（SmartNIC）的逐渐普及，它正在网络安全和网络协议处理方面帮助CPU卸载任务。这与DPU的功能有着极高的重合，因此业界也有人认为DPU就是智能网卡，或者说是增强的智能网卡。
那么，DPU与智能网卡的区别究竟是什么？是“新瓶装老酒”吗？卢文岩博士指出，可以说DPU是智能网卡中的核心芯片，或者说智能网卡是DPU的一个应用场景，而事实上，DPU不仅仅是这一个场景，还可以用到更多地方。
至于相较于智能网卡的优势是什么？卢文岩表示，主要体现在资源和性能方面。现在市面上基于FPGA的智能网卡，基本都卡在了20G和25G带宽之下，很难突破达到两个100G的带宽。这主要因为几方面限制：首先是FPGA性能上不去，频率很难超过300兆；其次是资源有限。因此，从性能和延时都没法和DPU芯片比拼。而中科驭数的K2芯片，已经实现了200G带宽和1.2微秒延时。
他补充，今天不管是云、数据中心，还是混合云、私有云等，大部分倾向于DPU+CPU的方向。这是因为如果想让数据中心的带宽更好、延迟更低，就要搭建高速网，而这会加剧成本压力。如果用新的DPU方案，能够把基础打好，应用灵活性更强。特别是对一些底层基础能力很强的集成商，通过部署DPU，他们甚至可以重构基础设施底层的软件，例如控制链、转发链等都可以在DPU场景下重新做分布，这对优化未来整体系统性能至关重要。
超低延时是一大核心需求
关于DPU未来的应用方向，中科驭数高级副总裁张宇表示，从数据中心到云原生，再到算力网络、元宇宙、自动驾驶等，都将是DPU蓬勃发展的领域。
“在没有DPU的时候，一些工作都是CPU在承担。但是有了DPU之后，超低时延和超大带宽，这其中不管哪一个场景都要做到极致，因为这才是DPU芯片的核心”，张宇认为。
过去几年，中科驭数一直在深耕超低时延场景，一个典型应用就是金融科技。而这一市场几乎被AMD和英伟达所占领，AMD占到90%以上的市场份额，剩下的几乎被英伟达占据，思科也仅分到了很小的“蛋糕”。作为国内甚至是唯一在这个市场“冲浪”的玩家，中科驭数的底气是什么？又收获了什么？
张宇表示，这首先离不开扎实的技术基础，中科驭数自研的软硬件一体化加速平台，具备超低时延、高吞吐、低抖动、高稳定、高安全等优势。在超低时延领域，驭数产品商业环境实测均值仅为1.12微秒，创下全球超低时延最快纪录，因此能够在金融极速交易、金融风控、极低时延数据库异构加速等应用中落地。
其次是自研的软件开发平台HADOS，助力产品实现了灵活度高、稳定性强、兼容性好，能够全面适配国内外多种操作系统，大幅降低应用软件开发难度。
他透露，基于已有技术储备和生态布局，中科驭数有望推出云原生服务网格全面加速方案，对比当前的解决方案，时延性能可以提升5-10倍，为实时性要求极高的数据中心、工业控制、车路协同等应用场景提供技术支撑。
攻克三大挑战的路上
为了帮助行业认识DPU并推动它的标准化发展，中科驭数做了两件事：2021年发布了行业首部DPU技术白皮书，2022年推出行业首部DPU评测技术白皮书。
DPU能否标准化？鄢贵海表示，DPU肯定是个好东西，标准化也能做成，但是有挑战。从算力发展的三要素来看：首先性能必须高。第二，生产率如何，这背后其实是工程问题，就是能不能把系统做得更好用，兼容性做到最广。第三就是成本，也就是能不能很好地规模化，做到供应链可控、每个环节的成本都相对较低，以及售后体系更优化。
作为初创公司，鄢贵海认为一定是从上述第一个要素开始的，不论核心架构，还是核心软件的积累，首先要解决第一个问题。
他坦言，中科驭数目前主要在解决第二个问题，因为现阶段不论是软件的频繁迭代，还是做国产品牌的广泛适配，都要解决DPU好用、易用的问题，从而在各个应用场景中用起来。
而接下来要解决的就是成本问题——DPU目前还没有大规模上量，不过，从它的应用空间来看，最后的规模用量不会低于服务器的量，这也意味着还有很大的空间通过规模效应来降低成本。
“这也是中科驭数从现阶段基本形成商业闭环，到变成一个在整个产业中有重要位置的公司，要突破的最后一道屏障”， 鄢贵海指出。
据了解，目前中科驭数在商业化拓展方面，围绕“垂直深耕，水平扩展”的策略，产品和方案已实现了一定的规模化商用，仅2022上半年订单已经达到了2021全年的两倍。
对于明年的预测，鄢贵海认为，看起来市场只会加速发展，目前终端用户对DPU的应用认知已经达到了一定水准，市场需求确实存在，前期的市场教育奏效了，客户也愿意真金白银去投入。未来，他们在最终做产品决策时，最重要的选择依据肯定还是整体的性价比，即性能是不是够好，价格是不是足够有优势。
这对于中科驭数这样的第三方DPU厂商来说，就要把产品结构做得更完善、方案整合得更好、软件更稳定易用、设备更完善，而这些最后都会成为产品的核心竞争力。“看起来很多需求是碎片化的，但你整合好以后就会变成你的核心竞争力。相反，看起来相对短平快的路径，最后就会可能变成自己的天花板”， 鄢贵海表示。
写在最后
对于DPU的应用量级，业内有一些公开预测，认为用于数据中心的DPU量级将达到和数据中心服务器等量的级别。一台服务器可能会有一颗或者多颗DPU，好比每台服务器必须配网卡一样。以服务器每年新增大约1500万台来看，每颗DPU如果以万元计算，将是千亿量级的市场规模。
行业在不断定义DPU，DPU也在重新定义行业。突破商业化的最后一道屏障，DPU将迎来真正广阔无垠的蓝海。
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