Qu'est-ce qu'un DPU ?

Les spécialistes du déplacement de données dans les centres de données, les DPU ou les unités de traitement de données, constituent une nouvelle classe de processeurs programmables et rejoindront les CPU et les GPU comme l'un des trois piliers de l'informatique.

Bien sûr, vous connaissez probablement déjà l'unité centrale de traitement. Flexibles et réactifs, les processeurs ont été pendant de nombreuses années le seul élément programmable de la plupart des ordinateurs.

Plus récemment, le GPU, ou unité de traitement graphique, a joué un rôle central. Utilisés à l'origine pour fournir des graphiques riches en temps réel, leurs capacités de traitement parallèle les rendent idéaux pour les tâches informatiques accélérées de toutes sortes. Grâce à ces capacités, les GPU sont essentiels aux applications d'intelligence artificielle, d'apprentissage en profondeur et d'analyse de données volumineuses. Au cours de la dernière décennie, l'informatique est sortie des limites carrées des PC et des serveurs - avec des processeurs et des GPU alimentant de nouveaux centres de données hyperscale tentaculaires.

Ces centres de données sont associés à une nouvelle catégorie puissante de processeurs. Le DPU est devenu le troisième membre du modèle de calcul accéléré centré sur les données.

"Cela va représenter l'un des trois principaux piliers de l'informatique à l'avenir", a déclaré le PDG de NVIDIA, Jensen Huang, lors d'une conférence.

"Le CPU est destiné à l'informatique à usage général, le GPU est destiné à l'informatique accélérée et le DPU, qui déplace les données dans le centre de données, effectue le traitement des données."

Qu'est-ce qu'un DPU ? 

Data Process Unity qui est un Système sur puce qui combine :

- Processeur multicœur standard, hautes performances, programmable par logiciel

- Interface réseau performante

- Moteurs d'accélération flexibles et programmables

CPU v GPU v DPU : Qu'est-ce qui différencie un DPU ?

Un DPU est une nouvelle classe de processeur programmable qui combine trois éléments clés. Un DPU est un système sur puce, ou SoC, qui combine :

Un processeur multicœur standard, hautes performances, programmable par logiciel, généralement basé sur l'architecture Arm largement utilisée, étroitement couplé aux autres composants SoC.

Une interface réseau hautes performances capable d'analyser, de traiter et de transférer efficacement des données à la vitesse de ligne, ou à la vitesse du reste du réseau, vers les GPU et les CPU.

Un riche ensemble de moteurs d'accélération flexibles et programmables qui déchargent et améliorent les performances des applications pour l'IA et l'apprentissage automatique, la sécurité zéro confiance, les télécommunications et le stockage, entre autres.

Toutes ces capacités DPU sont essentielles pour permettre une plate-forme informatique cloud-native isolée, bare-metal, qui définira la prochaine génération d'informatique à l'échelle du cloud.

DPU intégrés aux SmartNIC

Le DPU peut être utilisé comme processeur embarqué autonome. Mais il est plus souvent intégré à un SmartNIC, un contrôleur d'interface réseau utilisé comme composant critique dans un serveur de nouvelle génération.

D'autres appareils qui prétendent être des DPU manquent des éléments importants de ces trois capacités critiques.

Par exemple, certains fournisseurs utilisent des processeurs propriétaires qui ne bénéficient pas de la riche infrastructure de développement et d'application de l'écosystème Arm CPU.

D'autres prétendent avoir des DPU mais commettent l'erreur de se concentrer uniquement sur le processeur intégré pour effectuer le traitement du chemin de données.

Un focus sur le traitement des données

Cette approche n'est pas compétitive et n'évolue pas, car essayer de battre le processeur x86 traditionnel avec une attaque de performance par force brute est une bataille perdue d'avance. Si le traitement de paquets à 100 Gigabit/sec met un x86 à genoux, pourquoi un CPU embarqué serait-il plus performant ?

Au lieu de cela, l'interface réseau doit être suffisamment puissante et flexible pour gérer tout le traitement du chemin de données du réseau. Le processeur embarqué doit être utilisé pour l'initialisation du chemin de contrôle et le traitement des exceptions, rien de plus.

Au minimum, il y a 10 fonctionnalités que les moteurs d'accélération de chemin de données réseau doivent être en mesure de fournir :

Analyse, correspondance et manipulation de paquets de données pour mettre en œuvre un commutateur virtuel ouvert (OVS)

Accélération du transport de données RDMA pour Zero Touch RoCE

Accélérateurs GPUDirect pour contourner le CPU et alimenter les données en réseau directement vers les GPU (à la fois depuis le stockage et depuis d'autres GPU)

Accélération TCP, y compris RSS, LRO, somme de contrôle, etc.

Virtualisation du réseau pour les superpositions VXLAN et Geneve et le déchargement VTEP

Accélérateur de « pacification des paquets » de mise en forme du trafic pour permettre le streaming multimédia, les réseaux de distribution de contenu et la nouvelle vidéo 4K/8K sur IP (RiverMax pour ST 2110)

Accélérateurs de synchronisation de précision pour le cloud RAN telco tel que 5T pour les capacités 5G

L'accélération cryptographique pour IPSEC et TLS est effectuée en ligne, de sorte que toutes les autres accélérations sont toujours opérationnelles

Prise en charge de la virtualisation pour SR-IOV, VirtIO et para-virtualisation

Isolation sécurisée : racine de confiance, démarrage sécurisé, mises à niveau sécurisées du micrologiciel, conteneurs authentifiés et gestion du cycle de vie des applications

Ce ne sont là que 10 des capacités d'accélération et matérielles qui sont essentielles pour pouvoir répondre oui à la question : "Qu'est-ce qu'un DPU ?"

 Il s'agit d'un DPU :

De nombreux DPU se concentrent sur la fourniture d'une ou deux de ces fonctions.

Le pire essaie de décharger le chemin de données dans des processeurs propriétaires.

Bien que bon pour le prototypage, c'est une course folle en raison de l'échelle, de la portée et de l'étendue des centres de données.