软硬协同造就极致性能 天翼云紫金 DPU 打造为云而生的全新一代云计算体系结构

算力作为数字经济时代的新生产力，已成为推动数字经济发展的核心动能和坚实底座。在当前这个算力普惠、万物互联的时代，业务场景复杂化，传统以 CPU 为核心的计算架构面临着诸多挑战。

12 月 29 日，在中国电信主办的“2022 天翼数字科技生态大会”，中国电信正式发布天翼云自研紫金 DPU。在科技创新合作论坛上，天翼云科技有限公司副总经理兼首席技术官广小明表示，天翼云紫金 DPU 软硬协同造就极致性能，打造了为云而生的全新一代云计算体系结构，全面推动算力普惠，服务于千行百业上云用云。

创新算力架构  DPU 持续走热

随着各行业数字化转型加速、数据爆发式增长，计算需求不断走高，业务场景也愈加复杂化，而传统以 CPU 为核心的计算架构已无法满足随时随地的计算需求。近年来摩尔定律放缓，CPU 性能提升速度难以满足算力需求的增长速度，主机 CPU 计算能力一部分用于承载虚拟化应用，这将损耗超过 30%的算力，同时 CPU 芯片架构、操作系统种类繁多导致适配难度高、工作量大。这样的行业现状呼唤新型高性能计算架构的产生，来推动算力普惠发展，DPU 正是在这样的背景下诞生。

DPU 可实现业务与基础设施的操作分离、卸载网络、存储和安全等算力，并实现性能大幅提升，支持计算和存储分离等。 随着东数西算工程的推进，以及数字新基建的提速，算力需要不断下沉，而 DPU 可提升计算效能，实现算力资源优化。另一方面，DPU 所涉及的行业广泛，落地应用场景正从数据中心领域逐步向网络安全、网络存储、智能驾驶等领域拓展。在以上双重因素驱动下，DPU 在国内不断升温。

广小明表示，云厂商既是 DPU 需求方，也是设计方。近年来以大规模视频处理、批量数据处理等为代表的高负载云计算应用越来越多，且业务场景运算强度大、高并发、应用复杂，这对云厂商的服务能力提出了极高要求。随后，国内云厂商纷纷踏上 DPU 研发之路。

作为云服务国家队，天翼云是较早探索 DPU 的云厂商。在研发方面，天翼云深知 DPU 的打造不只是系统架构的巨大变化，更需要软硬件之间的深度协同，因此结合当前业界主流的技术方案，以及运维、可扩展性等方面的实际情况，发力 DPU 自主研发。

三大技术突破 天翼云紫金 DPU 全面提升算力算效

凭借在云领域的成熟技术和应用实践，天翼云经过一年多的研发攻坚，推出了完全自研的紫金 DPU 芯片，并且以紫金 DPU 为基础打造了为云而生的全新一代云计算体系结构，将计算、存储、网络和安全算力迁移到完全自研的软硬结合体系中，构建了面向不同算力、全国产化自主可控的第二平面。

基于天翼云全自研能力，该架构完成了虚拟化全卸载、多种业务硬件加速和自研高性能网络协议三大技术突破。

一是虚拟化全卸载。天翼云紫金架构将原运行在服务器 CPU 上的各类虚拟化组件卸载至紫金 DPU，实现了服务器虚拟化零损耗，全面释放了算力，不仅提高了弹性云主机的售卖效率，而且全新支持弹性裸金属服务，实现降本增效，普惠客户。

二是多种业务硬件加速，具备更高的性能和更低的时延。相比传统 CPU 依靠纯软件的处理方式，紫金 DPU 通过芯片级的硬件加速，网络 PPS 性能提升 100%；存储 IOPS 性能提升 200%，网络时延降低 300%。新架构的整体性能实现大幅提升，为客户带来了更好的产品体验。

三是提供高性能网络协议。天翼云紫金 DPU 将高性能网络数据面、NVMe-oF 协议、EC 纠错码等功能全面硬件化，自研的拥塞控制算法通过端网协同的主动控制做到精准流控，通过低队列深度实现超低时延，大幅提升分布式计算通信效率，并且具有可大规模部署的优势。同时，紫金 DPU 还实现了主机 CPU 环境与虚拟化环境的物理隔离，支持“一云多芯”，对于主机不同 CPU 芯片架构的服务器实现“即插即用”。

DPU 应用范围广，未来发展可观，其作为新赛道在我国尚处于发展的起始阶段，DPU 能否规模化应用，有赖于产业的规范化和标准化。广小明认为，DPU 产业的标准应从电器结构标准、软件标准、芯片功能标准等方面着手综合考量，天翼云将同业界共建一个标准化组织来推动相关标准的制定和出台。

目前我国数字经济发展呈现迅猛之势，各行业对算力的需求持续增长。天翼云紫金 DPU 全面释放算力的同时，将对软硬件系统带来创新变革，推动千行百业的业务层数字化应用更流畅、更绿色，助力企业数字化转型升级，推动数字经济与产业高质量发展。