9月2日，第二屆SmartNIC&DPU技術創新峰會在京舉行，天翼云在2022 SmartNIC&DPU Awards年度評選中榮獲匠芯技術獎。天翼云資深研發專家劉祿仁出席SmartNIC&DPU技術分會場并發表“天翼云DPU技術研究和實踐”主題演講，向行業分享天翼云以DPU為核心的新一代計算架構的研究及場景落地。

隨著數據量爆發式增長，數據中心規模持續擴大，驅動網絡帶寬不斷升級，以滿足當前和未來云端海量數據流需求。在摩爾定律明顯放緩的背景下，隨著更高帶寬的到來，CPU算力增長速度和數據中心網絡傳輸速率增長速度的差距被逐漸拉大，效率更高的計算芯片成為剛需，DPU應運而生。

DPU作為計算負載的引擎，直接效果是給CPU“減負”，能夠提高數據中心的運算效率，減少能耗浪費，進而降低成本，在數字時代具有巨大的商業價值與發展潛力。

天翼云作為國內領先的云服務商，搶跑DPU賽道，基于當前DPU技術演進路線，結合需求的零散化、動態變化以及對DPU產品線上運維問題的考量，以FPGA+CPU的架構作為切入點，成功研發出天翼云DPU1.0產品，并以DPU云核為基礎打造了為云而生的全新云計算體系結構。 天翼云DPU1.0實現了虛擬化的零損耗，具備高性能、低延遲、低抖動的特性，網絡轉發性能高達4000萬PPS，存儲云盤IOPS可以達到60W。此外，天翼云DPU1.0還可以將傳統運行在主機側的應用轉到DPU云核上，減少大量的適配工作，在主機不同算力核和不同架構上做到即插即用。 在天翼云DPU1.0產品從研發到落地的過程中，天翼云DPU團隊在網絡、存儲及RDMA方面進行了豐富的實踐。

在網絡卸載方面

針對流表數量大、轉發性能要求高、對SoC和FPGA的內存容量需求大、穩定性要求高等挑戰，天翼云對rte_flow等主要數據結構進行壓縮，并對流表空中計算，優化裁剪offload卸載路徑的多層級緩存，從而支持4M流表，實現了內存優化；對所有流表進行合并計算，避免在硬件層執行包重注，使轉發效率達到4000萬PPS；

基于硬件精確流表特點設計專用老化統計線程，減輕OVS Revalidator壓力；初步拆分OVS的統計和老化事務邏輯，優化硬件流表的老化統計上報實現邏輯，提升軟件OVS Revalidator執行效率；支持熱升級、熱遷移及熱恢復，做到B/V/C全場景的并池，大幅提升穩定性。

在存儲卸載方面

針對經常出現的SoC異常重啟、SPDK異常重啟、熱遷移丟IO等現象，天翼云從中抽象出共同特性，利用軟件協同的思想，將SoC側軟件的正常行為和異常行為進行統一，組件啟動時統一發送msg信息給硬件，硬件收到該msg會解析其內容，進而從硬件保存的queue指針信息進行分析，在用戶無感狀態下實現全部異常的統一化處理。

在高性能網絡方面

擁塞算法是RDMA的核心和關鍵，為提高RDMA網絡的性能，天翼云聚焦下一代高效CC算法設計，以更好地避免擁塞、保證公平性，實現更快速收斂、更低時延、更簡單部署。針對不同應用場景，天翼云設計了2套算法eSurfing-CC：

針對智能網卡+商用交換機的組合，提出基于RTT+CNP的2段式端到端CC算法，具有主動擁塞控制、無需依賴交換機的配置、支持快速啟動快速收斂等優勢；

針對智能網卡+可編程交換機的組網場景，在交換機上部署CC算法，使交換機同樣具備主動擁塞通知能力和主動發包能力，可以有效降低端到端響應時延，同時簡化建模和配置復雜度，提高系統的可擴展性。

目前，基于天翼云DPU核心技術打造的多款產品已落地應用，以天翼云彈性裸金屬服務器為例，該服務器兼具云服務器彈性和物理機性能，通過將網絡、存儲等功能卸載至DPU卡，可極大降低物理機側CPU和內存等資源消耗，最終算力遠超普通云主機，現已服務于金融、汽車等多行業企業。

會上，還發布了2022 SmartNIC&DPU Awards年度評選結果，天翼云憑借以DPU云核為基礎打造的全新一代云計算體系結構，榮獲匠芯技術獎。該體系結構將計算、存儲、網絡和安全算力遷移到自研的軟硬結合體系中，構建了面向不同算力、全國產化自主可控的第二平面，可實現網絡、計算、存儲資源云化加速，在DPU領域極具創新性。 DPU、CPU、GPU將成為未來計算市場的三大支柱，DPU作為計算市場的“芯”生事物，在技術標準和生態方面仍處于早期階段，具有廣闊的發展前景。未來天翼云將持續探索DPU技術，不斷完善DPU產品，助力海量算力高效釋放，助推數字經濟發展。

編輯：黃飛