2022年2月起，“東數(shù)西算”工程全面啟動(dòng)，一大批數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目或開(kāi)工建設(shè)或投入運(yùn)營(yíng)， “東數(shù)西算”新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正加快推進(jìn)。據(jù)國(guó)家發(fā)改委數(shù)據(jù)顯示，截至2022年4月，在全國(guó)10個(gè)國(guó)家數(shù)據(jù)中心集群中，新開(kāi)工項(xiàng)目達(dá)25個(gè)，數(shù)據(jù)中心規(guī)模達(dá)54萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，算力超過(guò)每秒1350億億次浮點(diǎn)運(yùn)算，約為2700萬(wàn)臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)的算力，帶動(dòng)各方面投資超過(guò)1900億元。

其中，西部地區(qū)投資比去年同期增長(zhǎng)6倍。預(yù)計(jì)“十四五”期間，大數(shù)據(jù)中心投資將以每年超過(guò)20%的速度增長(zhǎng)，累計(jì)帶動(dòng)各方面投資超過(guò)3萬(wàn)億元。

數(shù)據(jù)中心如何增效降本是關(guān)鍵

眾所周知，數(shù)據(jù)中心行業(yè)是“能耗大戶(hù)”。據(jù)資料顯示，全國(guó)數(shù)據(jù)中心用電量占全國(guó)總用電量在2020年（消耗總量為2045億千瓦時(shí)）和2021年（消耗總量為2166億千瓦時(shí)）的比例分別為2.71%和2.6%。

相關(guān)權(quán)威專(zhuān)家測(cè)算和預(yù)計(jì)，到2025年，全國(guó)數(shù)據(jù)中心能源消耗總量將達(dá)到3500億千瓦時(shí)，約占全社會(huì)用電量的4%，到2030年，全國(guó)數(shù)據(jù)中心能源消耗總量5915億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量5%以上。在如此龐大的用電量之下，能耗成本將呈現(xiàn)顯著增加的趨勢(shì)。

另外，隨著算力的發(fā)展，CPU功耗也在不斷提升，這帶來(lái)服務(wù)器功耗逐步上升。與此同時(shí)，云計(jì)算、邊緣計(jì)算、人工智能等技術(shù)應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)中心功率密度的需求逐步升高。

在碳中和和東數(shù)西算的政策指引下，數(shù)據(jù)中心則需要從節(jié)能減排的角度出發(fā)，用實(shí)際行動(dòng)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，一部分要靠改變制冷手段實(shí)現(xiàn)，從現(xiàn)在的用電制冷，改為自然風(fēng)冷、水冷及液冷。

由于這些手段的實(shí)施受地域因素影響較深，為進(jìn)一步提高節(jié)能減排效率，在數(shù)據(jù)中心內(nèi)IT設(shè)備優(yōu)化能耗水平也極其重要的，能效比的提高，可以為建設(shè)綠色節(jié)能數(shù)據(jù)中心貢獻(xiàn)自身的力量。

數(shù)據(jù)中心升級(jí)遭遇瓶頸問(wèn)題，DPU恰逢其時(shí)

目前針對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)IT設(shè)備效能的優(yōu)化推進(jìn)工作正面臨著亟待解決的問(wèn)題。

一方面，專(zhuān)注在數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備領(lǐng)域的芯片或者產(chǎn)品承擔(dān)著快速迭代的壓力，這些壓力來(lái)自于業(yè)界頂尖的一些超大型數(shù)據(jù)中心技術(shù)演進(jìn)的要求，其代表了數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域IT設(shè)備的最高規(guī)格。同時(shí)，市場(chǎng)上還會(huì)有數(shù)量龐大的中小型或企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心，他們看待數(shù)據(jù)中心的建設(shè)及技術(shù)要求與上述超大型數(shù)據(jù)中心截然不同。如何保持兩種市場(chǎng)均有競(jìng)爭(zhēng)力，是很多數(shù)據(jù)中心芯片或產(chǎn)品公司需要考慮的地方。

另一方面，數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備領(lǐng)域各組件又會(huì)相互依賴(lài)和影響。不論規(guī)模大小，整個(gè)數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備領(lǐng)域是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，以計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)為三大核心，周邊又涉及到十幾個(gè)大大小小的配套領(lǐng)域。一個(gè)領(lǐng)域出現(xiàn)滯后，均有可能對(duì)整系統(tǒng)造成影響。舉個(gè)例子，一款CPU的PCIe總線速率如果不能從3.0 x16升級(jí)為4.0 x16，則無(wú)法真正發(fā)揮2x100G網(wǎng)卡的能力，2x100G網(wǎng)卡出貨量及市場(chǎng)占有率會(huì)受影響，進(jìn)一步影響數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)400G/100G及配套光模塊的出貨量。

由于計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)擁有完全不同的物理性能增長(zhǎng)曲線，但三者之間又各自依賴(lài)，往往無(wú)法發(fā)揮各自最高性能，此時(shí)就需要對(duì)現(xiàn)有IT基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)的搭建進(jìn)行重新的思考。而DPU，正是因現(xiàn)有傳統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)無(wú)法滿足底層數(shù)據(jù)處理任務(wù)（包括網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、安全等）發(fā)展需求而產(chǎn)生的專(zhuān)用處理單元。

在現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)中，除以GPU為代表的專(zhuān)用異構(gòu)計(jì)算處理單元處理異構(gòu)計(jì)算類(lèi)任務(wù)外，作為專(zhuān)注于處理通用計(jì)算類(lèi)任務(wù)的CPU，還需要承擔(dān)包括網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、安全等任務(wù)，這讓CPU“不堪重負(fù)”，有效算力在總體算力中的占比逐漸下降。DPU的功能和作用正是分擔(dān)CPU在傳統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)中所承載的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理任務(wù)，其專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和安全相關(guān)的處理任務(wù)，進(jìn)而大大解放CPU的計(jì)算能力。

由此看出，DPU設(shè)計(jì)理念就是為了提高數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備的能效比，使用有針對(duì)性的硬件設(shè)計(jì)，集中度更高的處理體系，把原先的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理的能耗降低，從而實(shí)現(xiàn)整體能效比的提高。專(zhuān)用芯片和加速器的廣泛應(yīng)用，在處理效率上肯定會(huì)比通用處理單元更優(yōu)，這是業(yè)界普遍的共識(shí)。

如何定義專(zhuān)用芯片及加速器，與現(xiàn)有通用處理單元配合，是考驗(yàn)功力的地方。DPU是場(chǎng)景化的產(chǎn)品，能夠讓DPU在更多的場(chǎng)景下發(fā)揮特長(zhǎng)，才能最終體現(xiàn)在提高能效比這個(gè)結(jié)果上。為此，在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用上，DPU作為數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的新晉者，不光要從自身功能出發(fā)，同時(shí)也需要最大化適配周邊合作組件的狀態(tài)和技術(shù)趨勢(shì)。

DPU如何為數(shù)據(jù)中心的升級(jí)“排憂解難”

在 “東數(shù)西算”政策推行下，如何優(yōu)化算力效率則是關(guān)鍵。算力代表了對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力，是數(shù)字化技術(shù)持續(xù)發(fā)展的衡量標(biāo)準(zhǔn)，也是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的核心生產(chǎn)力?！皷|數(shù)西算”工程在于更好地促進(jìn)算力、數(shù)據(jù)流通，激活數(shù)字經(jīng)濟(jì)活力。東數(shù)西算政策的出臺(tái)，本質(zhì)上是在算力和數(shù)據(jù)兩大生產(chǎn)要素之間實(shí)現(xiàn)高效供給。

一方面，算力作為生產(chǎn)工具，需要更高效地提供數(shù)據(jù)處理能力，整體數(shù)據(jù)中心單位能耗下提供的有效算力是衡量數(shù)據(jù)中心能效比的最直觀指標(biāo)。有效算力是指除去必要的算力損失，而真正能夠用來(lái)計(jì)算或處理數(shù)據(jù)的算力。另一方面，數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)資料，在完成數(shù)據(jù)采集后，數(shù)據(jù)需要在算力之間流轉(zhuǎn)，才能使數(shù)據(jù)產(chǎn)生價(jià)值。在傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式中，需要通過(guò)消耗一部分算力來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，但這樣必然會(huì)大幅降低上述的有效算力能效比。

針對(duì)上述兩方面，利用DPU這一專(zhuān)用處理器的特點(diǎn)，在數(shù)據(jù)中心范圍內(nèi)使數(shù)據(jù)能夠高效地在算力間流轉(zhuǎn)，大幅減小數(shù)據(jù)中心內(nèi)算力開(kāi)銷(xiāo)，在提高有效算力水平的基礎(chǔ)上，更高效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“一舉兩得”。

東數(shù)西算是從國(guó)家戰(zhàn)略、技術(shù)發(fā)展、能源政策等多方面出發(fā)，在“新基建”的大背景下，啟動(dòng)的一項(xiàng)至關(guān)重要的國(guó)家工程?！皷|數(shù)西算”政策實(shí)施的核心是對(duì)數(shù)據(jù)與算力的重新分布，其中涉及到大量數(shù)據(jù)在不同算力間的流轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)主要分為數(shù)據(jù)中心內(nèi)部及跨數(shù)據(jù)中心兩種場(chǎng)景，而DPU可在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部流轉(zhuǎn)這一環(huán)節(jié)中“大有可為”。而在當(dāng)今大產(chǎn)業(yè)背景下，國(guó)產(chǎn)化迎來(lái)了新開(kāi)端，DPU作為“新起之秀”，在“東數(shù)西算”的政策推行下，將為國(guó)內(nèi)DPU行業(yè)提供更多的落地機(jī)會(huì)。

為此，對(duì)國(guó)內(nèi)熟悉數(shù)據(jù)中心/云計(jì)算場(chǎng)景的資深DPU企業(yè)和團(tuán)隊(duì)是一個(gè)很好的機(jī)會(huì)，因其能夠更深理解DPU在“東數(shù)西算”政策下使用場(chǎng)景的真實(shí)需求，更快做出相應(yīng)，更好地制定出符合用戶(hù)需求和業(yè)務(wù)場(chǎng)景的完整DPU產(chǎn)品。大禹智芯擁有完整DPU技術(shù)研發(fā)和商業(yè)落地經(jīng)驗(yàn)的隊(duì)伍，將結(jié)合自身多年在云計(jì)算行業(yè)的技術(shù)積累和對(duì)DPU類(lèi)產(chǎn)品的充分理解，積極參與到“東數(shù)西算”建設(shè)中。

大禹智芯的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)場(chǎng)景的理解及技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，這主要得益于創(chuàng)始人團(tuán)隊(duì)及核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)多年的圍繞DPU真實(shí)使用場(chǎng)景的研發(fā)與產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)。大禹智芯始終從場(chǎng)景出發(fā)，根據(jù)實(shí)際需求來(lái)補(bǔ)充和迭代DPU產(chǎn)品，在從場(chǎng)景到功能到軟件到硬件，自上而下的傳遞過(guò)程中，把場(chǎng)景化需求抽象出來(lái)形成能夠復(fù)用和固化的技術(shù)邏輯，逐漸固化到硬件中，并由此形成大禹智芯DPU的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)。

未來(lái)，大禹智芯將投身于東數(shù)西算建設(shè)隊(duì)伍中，并與相關(guān)上下游企業(yè)和合作伙伴協(xié)同，提供高度適配用戶(hù)和場(chǎng)景需求的DPU產(chǎn)品和服務(wù)，為東數(shù)西算國(guó)家工程“添磚加瓦”，貢獻(xiàn)一份力量。

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