DPU最直接的作用是作為CPU的卸載引擎，接管網(wǎng)絡虛擬化、硬件資源池化等基礎設施層服務，釋放CPU的算力到上層應用。以網(wǎng)絡協(xié)議處理為例，要線速處理10G的網(wǎng)絡需要的大約4個Xeon CPU的核，也就是說，單是做網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包處理，就可以占去一個8核高端CPU一半的算力。如果考慮40G、100G的高速網(wǎng)絡，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”，即還未運行業(yè)務程序，先接入網(wǎng)絡數(shù)據(jù)就要占去的計算資源。AWS Nitro產(chǎn)品家族旨在將數(shù)據(jù)中心開銷（為虛擬機提供遠程資源，加密解密，故障跟蹤，安全策略等服務程序）全部從CPU卸載到Nitro加速卡上，將給上層應用釋放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，將安全隱私提升到一個新的高度。在網(wǎng)絡環(huán)境下，網(wǎng)絡接口是理想的隱私的邊界，但是加密、解密算法開銷都很大，例如國密標準的非對稱加密算法SM2、哈希算法SM3和對稱分組密碼算法SM4。如果用CPU來處理，就只能做少部分數(shù)據(jù)量的加密。在未來，隨著區(qū)塊鏈承載的業(yè)務的逐漸成熟，運行共識算法POW，驗簽等也會消耗掉大量的CPU算力。而這些都可以通過將其固化在DPU中來實現(xiàn)，甚至DPU將成為一個可信根。

DPU也可以成為存儲的入口，將分布式的存儲和遠程訪問本地化。隨著SSD性價比逐漸可接受，部分存儲遷移到SSD器件上已經(jīng)成為可能，傳統(tǒng)的面向機械硬盤的SATA協(xié)議并不適用于SSD存儲，所以，將SSD通過本地PCIe或高速網(wǎng)絡接入系統(tǒng)就成為必選的技術路線。NVMe（Non Volatile Memory Express）就是用于接入SSD存儲的高速接口標準協(xié)議，可以通過PCIe作為底層傳輸協(xié)議，將SSD的帶寬優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。同時，在分布式系統(tǒng)中，還可通過NVMeover Fabrics（NVMe-oF）協(xié)議擴展到InfiniBand、Ethernet、或Fibre channel節(jié)點中，以RDMA的形式實現(xiàn)存儲的共享和遠程訪問。這些新的協(xié)議處理都可以集成在DPU中以實現(xiàn)對CPU的透明處理。進而，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到一個更優(yōu)的平衡點。

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等標準組織所倡導CPU、GPU與DPU等數(shù)據(jù)一致性訪問協(xié)議的鋪墊下，將更進一步掃清DPU編程障礙，結合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)，異構計算的潛能將因各種DPU的普及而徹底發(fā)揮出來。在出現(xiàn)“Killer Application”的領域都有可能出現(xiàn)與之相對應的DPU，諸如傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應用如OLAP、OLTP，5G邊緣計算，智能駕駛V2X等等。

來源：專用數(shù)據(jù)處理器（DPU）技術白皮書，中國科學院計算技術研究所，鄢貴海等