2024 年 5 月 19 日,中科驭数在北京发布了国内首颗全功能量产DPU芯片,这是中科驭数自主研发的第三代DPU产品。 DPU作为当下算力基础设置的核心创新之一,被寄予了数据中心三大支柱芯片之一的定位,戴上了“PU”的王冠。好比数据网络的——高铁时代,已经不仅仅是连通城市问题,而是彻底重构了地理位置的逻辑距离。
中科驭数基于自研KPU芯片架构,率先在国内完成了三代 DPU 芯片研发。自主研发的国际领先DPU芯片及系列产品,可以广泛应用于超低延迟网络、云和数据中心、金融计算、大数据处理、5G边缘计算、高性能计算等场景,助力算力成为数字时代的新生产力。
六年前,中科驭数团队带着对科技创新无比坚定的信念、对发展自主可控核心技术的不懈追求,对变幻莫测的市场的深深敬畏,和对未来智能计算技术趋势的研判,从实验室勇敢地迈出了科技创业的稳健步伐,立志成为有信念、有追求、有敬畏、有技术的“四有新人”。
创新,就是某种意义上的以弱胜强。集中资源、聚其一点,突破核心技术,用敢干务实的态度,克服千难万难,夯实从0到1的过程。只聚焦DPU,不为任何风口所动。在研发DPU的过程中,也从来不抱怨环境,因为技术创新的底色就是——攻坚克难。
效率,就是以快胜慢。时间就是金钱,效率就是生命。缓慢稳健是大象的专属权利。创新性企业,必须用一年走过别人三年的路,才有可能在市场竞争中赢得生存空间。在复杂大型芯片每代产品普遍3~5年的研发周期中,中科驭数用6年的时间,完成了三代芯片的迭代,平均每代芯片迭代仅有不到2年的时间。同时在成本控制上,也远小于行业的平均值。其秘诀——就是全栈技术自主研发,重硅前验证,快速迭代。用理论来指导实践,而非盲目地诉诸于通过工程试错来优化设计,把“学院派”的理论优势用到极致。
中科驭数第三代DPU芯片K2-Pro DPU芯片是专为破解大规模数据中心性能瓶颈而生的高效能数据处理芯片,采用自主研发的KPU架构,集网络、存储、安全及计算等多业务卸载功能于一体,包处理速率翻倍至80Mpps,最高支持200G网络带宽,具备高度可编程性,确保了系统的灵活扩展性,为数据中心的业务增长和算力扩容提供坚实基础。在处理复杂任务时,K2-Pro相比上一代芯片能耗降低30%。作为一款纯国产的高性能解决方案,K2-Pro适用于云计算、智能计算、及高性能计算等领域,助力数据中心应对日益增长的规模和性能需求。
KPU(Kernel Processing Unit)是中科驭数基于“软件定义硬件(SDA)”的技术路线而提出的面向专用计算的多功能核平台化架构。KPU以定制化的功能核作为基本单元,直接对上层应用中计算密集型任务进行抽象,具备可配置、超高并行度、超高能效的特性,实现高处理性能。
在运行机制上,KPU采用“数据驱动”的方式,通过数据流来激活不同的功能核进行相应计算,实现了“可编程性”和“运算效率”的完美平衡。
专用指令集KISA——业界首个面向DPU领域的指令系统
在专用计算领域,DPU作为一种复杂的算力芯片,其编程范式的多样性和不统一性,很难满足上层应用敏捷迭代的需求。
KISA(Kernel-based Instruction Set Architecture)是中科驭数面向DPU强IO、强数据、弱控制、敏捷异构的需求而推出的强扩展指令集,是业界首个面向DPU领域的专用指令集。不同于传统的CPU指令集,KISA面向数据而非控制,高计算密度型而非低计算密度型,以数据流为基本操作单元,而非字节。更重要的是,KISA首次在指令集层次支持敏捷异构,用一套统一的指令实现了多种异构处理核进行管理调度。
目前,KISA指令集涵盖了KISA基础架构、以及面向DPU专用处理扩展指令,包含包解析、转发指令、以及表查询指令等。基于KISA已经覆盖25大类应用场景,累计数百个用例,得到非常充分验证。
HADOS(Heterogenous Agile Developing & Operating System)是中科驭数推出的专用计算敏捷异构软件开发平台,专为释放DPU的无限潜能而生。该平台集成DPU核心软件能力,借助其灵活高效的编程接口,能够帮助开发者快速构建DPU应用和服务,为开发者铺设了一条直达DPU异构计算能力的高速通道。
HADOS 3.0沉淀了驭数多年来的重度研发投入,核心代码量已经超过 126 万行,累计总代码量近千万行,拥有驱动、计算、存储、网络、安全等不同层次的API 数量高达2765个,并且拥有丰富的、开箱即用的模块和功能。目前,HADOS已突破万卡级别的落地部署,适配了8 款CPU平台以及10大主流操作系统,成为业内适配最完全、最具竞争力、在国内实际落地部署最多的DPU软件平台之一。
在行业应用上,已经有金融、电信、能源、科研、云数据中心等多个行业在内的数十家用户部署使用我们的HADOS平台,如HADOS的超低时延协议栈结合驭数的DPU,成为了业界超低延迟的标杆,在国内的证券交易等时延敏感场景批量落地使用。
对比英伟达DPU的DOCA,和Intel IPU的IPDK,驭数HADOS在不少方面都有独特的沉淀和积累,HADOS 3.0在高性能云原生网络,尤其是微服务治理、运维管控、仿真模拟、生态适配、国内安全加解密、以及最重要的人工智能场景下,国产AI和GPU适配均占据了明显的优势,HADOS已经站在了业界的最前沿,与业界巨头竞争角力。
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