DPU最直接的作用是作為CPU的卸載引擎，接管網(wǎng)絡(luò)虛擬化、硬件資源池化等基礎(chǔ)設(shè)施層服務(wù)，釋放CPU的算力到上層應(yīng)用。以網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理為例，要線速處理10G的網(wǎng)絡(luò)需要的大約4個(gè)Xeon CPU的核，也就是說，單是做網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包處理，就可以占去一個(gè)8核高端CPU一半的算力。如果考慮40G、100G的高速網(wǎng)絡(luò)，性能的開銷就更加難以承受了。Amazon把這些開銷都稱之為“Datacenter Tax”，即還未運(yùn)行業(yè)務(wù)程序，先接入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)就要占去的計(jì)算資源。AWS Nitro產(chǎn)品家族旨在將數(shù)據(jù)中心開銷（為虛擬機(jī)提供遠(yuǎn)程資源，加密解密，故障跟蹤，安全策略等服務(wù)程序）全部從CPU卸載到Nitro加速卡上，將給上層應(yīng)用釋放30%的原本用于支付“Tax”的算力！

DPU可以成為新的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，將安全隱私提升到一個(gè)新的高度。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)接口是理想的隱私的邊界，但是加密、解密算法開銷都很大，例如國(guó)密標(biāo)準(zhǔn)的非對(duì)稱加密算法SM2、哈希算法SM3和對(duì)稱分組密碼算法SM4。如果用CPU來處理，就只能做少部分?jǐn)?shù)據(jù)量的加密。在未來，隨著區(qū)塊鏈承載的業(yè)務(wù)的逐漸成熟，運(yùn)行共識(shí)算法POW，驗(yàn)簽等也會(huì)消耗掉大量的CPU算力。而這些都可以通過將其固化在DPU中來實(shí)現(xiàn)，甚至DPU將成為一個(gè)可信根。

DPU也可以成為存儲(chǔ)的入口，將分布式的存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程訪問本地化。隨著SSD性價(jià)比逐漸可接受，部分存儲(chǔ)遷移到SSD器件上已經(jīng)成為可能，傳統(tǒng)的面向機(jī)械硬盤的SATA協(xié)議并不適用于SSD存儲(chǔ)，所以，將SSD通過本地PCIe或高速網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)就成為必選的技術(shù)路線。NVMe（Non Volatile Memory Express）就是用于接入SSD存儲(chǔ)的高速接口標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可以通過PCIe作為底層傳輸協(xié)議，將SSD的帶寬優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來。同時(shí)，在分布式系統(tǒng)中，還可通過NVMeover Fabrics（NVMe-oF）協(xié)議擴(kuò)展到InfiniBand、Ethernet、或Fibre channel節(jié)點(diǎn)中，以RDMA的形式實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的共享和遠(yuǎn)程訪問。這些新的協(xié)議處理都可以集成在DPU中以實(shí)現(xiàn)對(duì)CPU的透明處理。進(jìn)而，DPU將可能承接各種互連協(xié)議控制器的角色，在靈活性和性能方面達(dá)到一個(gè)更優(yōu)的平衡點(diǎn)。

DPU將成為算法加速的沙盒，成為最靈活的加速器載體。DPU不完全是一顆固化的ASIC，在CXL、CCIX等標(biāo)準(zhǔn)組織所倡導(dǎo)CPU、GPU與DPU等數(shù)據(jù)一致性訪問協(xié)議的鋪墊下，將更進(jìn)一步掃清DPU編程障礙，結(jié)合FPGA等可編程器件，可定制硬件將有更大的發(fā)揮空間，“軟件硬件化”將成為常態(tài)，異構(gòu)計(jì)算的潛能將因各種DPU的普及而徹底發(fā)揮出來。在出現(xiàn)“Killer Application”的領(lǐng)域都有可能出現(xiàn)與之相對(duì)應(yīng)的DPU，諸如傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用如OLAP、OLTP，5G邊緣計(jì)算，智能駕駛V2X等等。

來源：專用數(shù)據(jù)處理器（DPU）技術(shù)白皮書，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所，鄢貴海等