中科馭數：成功點亮首顆國產DPU芯片

文 本刊記者 聶蕊

這個國慶節對中科馭數來說，是個格外喜慶的日子。因研發和運營團隊規模增長，原辦公空間已不能滿足需求，近日中科馭數北京中關村辦公室從中關村壹號A3座搬遷至中關村壹號D2座。在中科馭數辦公室，記者看到了展示柜里的DPU芯片，這枚小小的芯片能夠為高帶寬、低延遲、數據密集的計算場景提供計算引擎。我們欣喜地看到，這家成功點亮首顆國產DPU芯片的企業越來越壯大。

打造首顆國產DPU芯片

算力是驅動經濟社會數字化轉型的新引擎，是新時代的核心生產力。很長一段時間，CPU主導了整個數據中心，虛擬化算力成為云計算的重點。伴隨數字經濟的推進，每年各行業產生的數據量以30%的速度向上增長，網絡帶寬也從10G向20G、100G，甚至400G邁進，然而影響算力的關鍵硬件CPU性能的增長速度每年卻不足3%。當CPU再無力解決數據中心基礎設施遇到的瓶頸時，新一代DPU芯片出現了。DPU是Data Processing Unit（數據處理單元）的簡稱，是最新發展起來的專用處理器的一個大類，被業界認為是繼CPU、GPU之后，數據中心場景中的第三顆重要的算力芯片，為高帶寬、低延遲、數據密集的計算場景供給計算引擎。DPU 可以重新分配算力和優化算力資源，帶來新的數據中心創新范式，因而被認為是未來幾年行業內最重要的創新。

DPU 是在目前算力困境、摩爾定律放緩的大背景下產生的。隨著單一服務器的網絡端口的速度達到 200G 或以上，原來的網絡、存儲、虛擬化、安全等基礎設施多方面任務，已經無法有效率地由CPU承載，而將這一類基礎設施任務轉移到新的計算單元DPU上。DPU也因此從處理網絡負載和卸載CPU任務的智能網卡，演變成新一代數據中心算力和服務的核心。作為新型數據專用處理器，DPU針對基礎設施層的計算負載，通過創新專用DPU計算架構等方式，解決CPU處理效率低下以及任務負載無法處理等問題，是未來算力網絡的核心基礎設施。國際芯片巨頭如英偉達、英特爾、AMD等廠商都已積極開展DPU芯片研發工作，預計到2025年，全球及國內市場有望分別達到245.3億美元與565.9億元，可見DPU芯片發展勢頭不容忽視。

目前我國DPU領域還處于起步階段，在國家大力推進數字經濟的背景下，國內DPU廠商面對全新賽道，正奮起直追，在機遇與挑戰之間努力搶占新技術制高點。位于中關村壹號的國內DPU芯片研發領軍企業中科馭數是國內DPU芯片領域唯一擁有自研核心架構能力的企業，也是唯一的國家專精特新小巨人企業。近一年多來獲得了三輪數億元規模的融資，被評為中國信科“潛在獨角獸”。中科馭數創始團隊大多來自科研院所計算機體系結構國家重點實驗室，在計算機體系結構領域有著近二十年的技術積累，至今已經進行了三代DPU芯片的研發迭代。2022年12月21日，中科馭數宣布：其研發的第二代DPU芯片——K2成功點亮。這是國內首顆功能較完整的ASIC形態的DPU芯片。

根據中科馭數方面提供的資料，K2采用28nm成熟工藝制程，可以支持網絡、存儲、虛擬化等功能卸載，是目前國內首顆功能較完整的ASIC形態的DPU芯片，具有成本低、性能優、功耗小等優勢，可以達到1.2微秒超低時延，支持最高200G網絡帶寬。在應用場景上可以適用于金融計算、高性能計算、數據中心、云原生、5G邊緣計算等場景。

2019年，中科馭數研發了第一代DPU芯片K1，2022年，研發了第二代DPU芯片K2，逐步填補了國產DPU市場的空白。小小的芯片能夠為高帶寬、低延遲、數據密集的計算場景提供計算引擎。

以技術創新引領算力底座變革

9月2日至6日，由商務部、北京市政府主辦的2023年中國國際服務貿易交易會（簡稱“服貿會”）在北京舉行。在電信、計算機和信息服務專題展館，中科馭數等一批國家專精特新“小巨人”攜最新數據處理器DPU亮相，展示了多項創新性的DPU加速卡產品和解決方案，以技術創新引領算力底座變革。

“專精特新”展區由北京市經濟和信息化局牽頭，以“專精特新 明日之星”為主題，共有參展企業26家，展品涵蓋算力芯片、量子科技、軟件系統、元宇宙與AI、航空航天、數字通信等。一項項細分賽道的前沿技術和最新成果成為服貿會一道獨特的風景。

此次是中科馭數第三次參與服貿會。今年的展臺上，中科馭數近年來的代表性研發成果悉數亮相，包括首顆國產全功能DPU芯片K2、KPU SWIFT?-2200N超低時延DPU卡、超低時延應用開發平臺NDPP、KPU FLEXFLOW?-2100R高性能RDMA網絡加速DPU卡等一系列硬核產品，吸引了政府領導、行業專家和眾多參會者的關注，成為展會的焦點之一。

中科馭數相關負責人介紹，算網融合正推動著新一代算力基礎設施的全面升級，中科馭數此次展出的最新產品代表了國內異構計算的最新成果，是基于中科馭數沉淀多年的軟件定義加速器技術路線而研發。在設計產品布局之初，中科馭數充分考慮到了DPU在計算、網絡、存儲、安全等基礎設施全場景的方案支撐能力，其提供的低延遲、高吞吐、安全穩定等關鍵特性，可廣泛應用于多個領域，包括金融、通信、云計算、數據中心等在內的數據計算密集型領域的計算負載。“通過創新的專用DPU計算架構，解決‘CPU處理效率低下、GPU處理不了’的任務負載，例如網絡協議處理，高速存儲協議，硬件資源虛擬化等。DPU也被稱為繼CPU、GPU之后，數據中心的‘第三塊主力芯片’，為數字經濟提供算力底座。”中科馭數創始人、CEO鄢貴海介紹。

記者了解到，中科馭數的創始團隊來自科研院所，其創始人鄢貴海在相關領域已經積累了多年的研究經驗。作為國家專精特新小巨人企業、北京市知識產權試點單位，中科馭數牽頭和參與了近二十余項DPU行業標準。研發迭代了三代DPU芯片產品，其中2022年完成研發的DPU芯片K2是首顆全功能國產DPU芯片，獲評2023年中關村論壇十大最具影響力新技術新產品等獎項。

“中國芯”蓬勃發展

9月20日，中科馭數DPU芯片K2在2023年琴珠澳集成電路產業促進峰會暨第十八屆“中國芯”頒獎儀式上榮獲“中國芯”優秀技術創新產品獎。

“中國芯”集成電路優秀產品榜單是由國家工信部指導、中國電子信息產業發展研究院舉辦的行業權威評選活動。自2006年以來，“中國芯”優秀產品征集活動已經舉辦了十八屆，被譽為國內集成電路產品和技術發展的“風向標”，是國內集成電路領域最具影響力和權威性的獎項評選之一。其中“優秀技術創新產品獎”主要面向近兩年內研發成功，技術創新性強、有自主知識產權、對完善自主供應鏈產生效益的單款新出產品。

經過組委會的層層遴選，中科馭數DPU芯片K2憑借其卓越的技術創新和性能表現，從眾多參選項目中成功脫穎而出，榮獲2023年“中國芯”優秀技術創新產品獎。K2是中科馭數自主研發的第二代DPU芯片，也是首顆國產全功能DPU芯片。K2采用28nm成熟工藝制程，可以支持網絡、存儲、虛擬化、數據庫等功能卸載，可以達到1.2微秒超低時延，支持最高2×100G網絡帶寬，具有成本低、性能優、功耗小等優勢，可廣泛適用于金融計算、高性能計算、數據中心、云原生、5G邊緣計算等場景。

中科馭數是國內DPU芯片研發的領軍企業，是國家專精特新小巨人企業。中科馭數負責人表示，公司將矢志不移走自主創新之路，實現關鍵核心技術自主可控，打磨DPU產品及解決方案在用戶場景中的價值落地，為數據中心下一代算力架構變革提供“芯”方案，為中國集成電路產業的創新發展貢獻“芯”力量。