成立于1993年的英偉達(dá),，最為人熟知的就是他們的GPU,。尤其是進(jìn)入最近幾年,，因?yàn)锳I的火熱,，英偉達(dá)GPU的關(guān)注度暴增,，行業(yè)對(duì)他們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域的認(rèn)可程度也達(dá)到了前所未有的高度,。但其實(shí)GPU只是英偉達(dá)的根本,。歷經(jīng)過(guò)去幾年的收購(gòu)和產(chǎn)品線拓展外,，英偉達(dá)已經(jīng)開(kāi)拓了多條產(chǎn)品線，DPU就是其中的一條,。
DPU：為數(shù)據(jù)移動(dòng)而生
在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域,，CPU和GPU是當(dāng)之無(wú)愧的“處理器巨頭”，他們憑借各自的優(yōu)勢(shì)在數(shù)據(jù)中心中建立了無(wú)可撼動(dòng)的地位,。但在Nvidia CEO黃仁勛看來(lái),，DPU已經(jīng)成為以數(shù)據(jù)為中心的加速計(jì)算模型的第三位成員。其中CPU用于通用計(jì)算,，GPU用于加速計(jì)算,，而DPU在數(shù)據(jù)中心周圍移動(dòng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,。
這里所說(shuō)的DPU,，就是DataProcessing Unit的縮寫(xiě)，也就是所謂的數(shù)據(jù)處理單元,，這是英偉達(dá)耗資69億美元收購(gòu)的以色列芯片廠商Mellanox所帶來(lái)的拳頭產(chǎn)品之一,。
據(jù)英偉達(dá)方面介紹，DPU是一款具備了高性能,，軟件可編程和多核CPU等特性的新型可編程處理器,。在這個(gè)SoC中，擁有高性能網(wǎng)絡(luò)接口,，能夠以有線傳輸?shù)乃俾式馕?、處理?shù)據(jù),，并將其快速傳輸?shù)紾PU和CPU。更重要的是,，英偉達(dá)方面表示,，DPU豐富的、靈活和可編程的加速引擎可減輕和改善AI和機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用的性能,。所有的這些DPU功能對(duì)于實(shí)現(xiàn)隔離的裸機(jī)云原生計(jì)算至關(guān)重要,，它也將定義下一代云規(guī)模計(jì)算。他們進(jìn)一步指出,，DPU可以用作獨(dú)立的嵌入式處理器,，但通常會(huì)集成到SmartNIC中，為未來(lái)的服務(wù)器提供支持,。
從英偉達(dá)方面的介紹我們得知,，DPU可以執(zhí)行原本需要CPU處理的網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和安全等任務(wù),。這就意味著如果在數(shù)據(jù)中心中采用了DPU,，那么CPU的不少運(yùn)算能力可以被釋放出來(lái)，去執(zhí)行廣泛的企業(yè)應(yīng)用,。
在近日舉辦的GTC大會(huì)上,，英偉達(dá)帶來(lái)了其全新的DPU 產(chǎn)品BlueField-2、BlueField-2X,，以及全新的DOCA SDK,。
首先看BlueField-2 DPU，如下圖所示,，在DPU中,，擁有8個(gè)64bit的Arm Cortex A72內(nèi)核，同時(shí)還擁有2VLIM加速引擎和Mellanox的ConnertX-6 Dx NIC,，同時(shí)還集成了行業(yè)領(lǐng)先的50Gb / s PAM4 SerDes和PCIe Gen 4.0接口,，這就讓其能提供速度為25Gb / s、50Gb / s或100Gb/ s的兩個(gè)端口,，或者一個(gè)速度高達(dá)200Gb/s的以太網(wǎng)和InfiniBand連接,。
得益于這些配置，BlueField-2 DPU能夠加速數(shù)據(jù)中心中包括隔離,、信任根,、密鑰管理、RDMA/RoCE,、GPUDirect,、彈性塊存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)壓縮等在內(nèi)的安全、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)任務(wù),。
除了BlueField-2 DPU之外,，英偉達(dá)還帶了BlueField-2X DPU,，這款產(chǎn)品除了擁有BlueField-2 DPU的所有特性以外，還集成了一個(gè)NVIDIA Ampere GPU,，這就讓其可以運(yùn)用AI來(lái)執(zhí)行數(shù)據(jù)中心的安全,、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)等任務(wù)。
英偉達(dá)方面表示,，因?yàn)锳mpere GPU采用了NVIDIA的第三代Tensor Core,，所以它能夠使用AI進(jìn)行包括識(shí)別異常流量以預(yù)防機(jī)密數(shù)據(jù)被盜，線速加密流量分析,，主機(jī)自檢識(shí)別惡意活動(dòng)，動(dòng)態(tài)安全流程和自動(dòng)響應(yīng)在內(nèi)的實(shí)時(shí)安全分析,。
在介紹了這兩款DPU之后,，英偉達(dá)還帶來(lái)了DPU的全新路線圖。如下圖所示,，英偉達(dá)未來(lái)兩代的DPU將在2022和2023年面世,，它們所帶來(lái)的性能提升是非常明顯的。
為了方便DPU的開(kāi)發(fā),，英偉達(dá)同時(shí)還帶來(lái)了一款名為DOCA（Data-Center-Infrastructure-on-a-ChipArchitecture）的SDK,。據(jù)了解，DOCA為開(kāi)發(fā)人員提供了一個(gè)全面的開(kāi)放平臺(tái),，協(xié)助他們?cè)贐lueField系列DPU上打造軟件定義的,，硬件加速的網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ),、安全和管理等應(yīng)用,。而DOCA也已經(jīng)完全集成到NVIDIA NGC中，該軟件目錄為第三方應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)商提供了便捷和容器化的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境,，那就意味著他們可以利用DPU在數(shù)據(jù)中心中的加速服務(wù),，并開(kāi)發(fā)，認(rèn)證和分發(fā)應(yīng)用程序給其客戶,。
JETSON：迎接AIoT革命
在英偉達(dá)面向未來(lái)的產(chǎn)品布局中,，AIoT也是一個(gè)他們不會(huì)錯(cuò)過(guò)的重點(diǎn)方向。正如該公司邊緣計(jì)算VP和GM Deepu Talla所說(shuō),，這是一個(gè)涉及萬(wàn)億連接的市場(chǎng),，他們沒(méi)理由錯(cuò)過(guò)。
如上圖所示,，這是一個(gè)始于2014年的產(chǎn)品線,，在當(dāng)年三月，他們發(fā)布了Jeston系列的第一款產(chǎn)品Jeston TK1,。這是一款基于全球首款針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的移動(dòng)超級(jí)計(jì)算機(jī),，其面向的應(yīng)用包括計(jì)算機(jī)視覺(jué),、圖像處理以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域。
按照英偉達(dá)的介紹,，Jetson是他們面向新一代自主機(jī)器推出的嵌入式系統(tǒng),，是一系列適用于一切自主機(jī)器（Autonomous Machines）的AI平臺(tái)。其系統(tǒng)所提供的性能和能效可提高自主機(jī)器軟件的運(yùn)行速度,，而且功耗更低,。英偉達(dá)方面的資料顯示，Jetson系列的每個(gè)系統(tǒng)都是一個(gè)完備的模塊化系統(tǒng) （SOM）,，具備 CPU,、GPU、PMIC,、DRAM 和閃存,，并且具備可擴(kuò)展性。對(duì)于開(kāi)發(fā)者和用戶來(lái)說(shuō),，只需選擇適合應(yīng)用場(chǎng)景功能需求的SOM,，即能夠以此為基礎(chǔ)構(gòu)建系統(tǒng)。
自2014年以來(lái),，英偉達(dá)已經(jīng)面向不同應(yīng)用場(chǎng)景推出了TK1,、TX1、TX2,、AGX Xavier,、Nano和XavierNX六款產(chǎn)品。而現(xiàn)在,，他們則帶來(lái)了售價(jià)僅為59美元的JetsonNano 2GB,。在英偉達(dá)看來(lái)，這是一款非常適用于學(xué)生,、教育和機(jī)器人愛(ài)好者的AI和機(jī)器人入門(mén)套件,。
英偉達(dá)官方也表示，Jetson Nan 2GB開(kāi)放套件設(shè)計(jì)的初衷是希望將AI的教與學(xué)融為一體,，興趣認(rèn)識(shí)可以借助其開(kāi)發(fā)機(jī)器人技術(shù)和智能物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的項(xiàng)目,。為了支持這項(xiàng)工作，英偉達(dá)還將提供免費(fèi)的在線培訓(xùn)和AI認(rèn)證計(jì)劃,，這將支持成千上萬(wàn)的開(kāi)發(fā)人員在充滿活力的Jetson社區(qū)中提供更多的開(kāi)源項(xiàng)目,、開(kāi)發(fā)方法和視頻。
英偉達(dá)方面指進(jìn)一步出,，NVIDIA JetPack? SDK為新款的Jetson Nan 2GB提供支持,，這就讓開(kāi)發(fā)者可以基于此針對(duì)需求做多樣化的開(kāi)發(fā)。
開(kāi)發(fā)者平臺(tái)：英偉達(dá)的武器
為了讓開(kāi)發(fā)者將其硬件帶到各種領(lǐng)域，英偉達(dá)在軟件上做了很多的投入,，CUDA就是其最成功的代表,。正如很多行內(nèi)人士所示，英偉達(dá)之所以能夠在AI時(shí)代大展所長(zhǎng),，他們?cè)贑UDA上持之以恒的投入功不可沒(méi),，這也是他們?yōu)镈PU投入DOCA開(kāi)發(fā)的原因。
而為了更便利開(kāi)發(fā)者,，英偉達(dá)帶來(lái)了更多的開(kāi)發(fā)平臺(tái),。如為了更好地將AI帶到邊緣應(yīng)用，英偉達(dá)在2019年推出了EGX AI 平臺(tái),。該平臺(tái)可以實(shí)時(shí)感知,、理解和處理數(shù)據(jù)，而無(wú)需先將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端或數(shù)據(jù)中心,。
作為一款高性能和可擴(kuò)展的平臺(tái),，EGX 能從小型的 NVIDIA Jetson Nano擴(kuò)展到所有安裝了NVIDIA GPU的服務(wù)器群，提供從0.5TOPS到 10,000 TOPS的支持,，可以為數(shù)百名用戶提供實(shí)時(shí)語(yǔ)音識(shí)別和其他復(fù)雜的 AI 體驗(yàn)。而據(jù)他們介紹,，包括戴爾,、浪潮、聯(lián)想和Supermicro在內(nèi)的服務(wù)器供應(yīng)商也提供了對(duì)NVIDIA EGX AI平臺(tái)的支持,。這就讓制造,、健康、零售,、物流,、農(nóng)業(yè)、電信,、公共安全和廣播媒體等大型行業(yè)從EGX AI平臺(tái)受益,，也能加速他們的AI部署。
英偉達(dá)方面表示,，公司的EGX平臺(tái)正在擴(kuò)展,，以結(jié)合NVIDIA Ampere GPU和單個(gè)PCIe卡上的BlueField-2DPU功能，為企業(yè)提供了通用的平臺(tái)去構(gòu)建安全的加速數(shù)據(jù)中心,。
在GTC2020上,，英偉達(dá)還帶來(lái)了了全新的NVIDIA Maxine——一款云原生的流視頻AI平臺(tái)。
據(jù)介紹,，基于這個(gè)平臺(tái),，服務(wù)提供商預(yù)計(jì)可以為每天舉行的超過(guò)3000萬(wàn)次網(wǎng)絡(luò)會(huì)議帶來(lái)新的AI功能，當(dāng)中包括凝視校正,，超分辨率和降噪等,。由于數(shù)據(jù)是在云中而不是在本地設(shè)備上處理的,，因此終端用戶無(wú)需任何專用的硬件，就可以享受新的功能,。
“Maxine平臺(tái)將大大減少視頻通話所需的帶寬,。和傳統(tǒng)流視頻傳輸整個(gè)屏幕的像素不一樣，AI軟件會(huì)分析通話中每個(gè)人的關(guān)鍵面部點(diǎn),，然后智能地調(diào)整另一側(cè)視頻中的臉部,。這樣就可以以更小流量的方式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸流視頻”，英偉達(dá)方面強(qiáng)調(diào),。
Maxine平臺(tái)同時(shí)集成了多個(gè)NVIDIAAI SDK和API技術(shù),。除了NVIDIAJarine，Maxine平臺(tái)還利用了NVIDIA DeepStream高通量音頻和視頻流SDK和NVIDIA TensorRTTM SDK,，以實(shí)現(xiàn)高性能的深度學(xué)習(xí)推理,。Maxine中使用的NVIDIA SDK中提供的AI音頻、視頻和自然語(yǔ)言功能是在NVIDIA DGX系統(tǒng)上經(jīng)過(guò)數(shù)十萬(wàn)次訓(xùn)練而開(kāi)發(fā)的,，這進(jìn)一步體現(xiàn)了其領(lǐng)先性,。
除此之外，英偉達(dá)還帶來(lái)了Omniverse平臺(tái),。
據(jù)介紹,，Omniverse是世界上第一個(gè)基于NVIDIA RTX的3D模擬和協(xié)作平臺(tái)，匯集了英偉達(dá)在圖形,、仿真和AI方面的突破,，融合了物理和虛擬世界，能夠?qū)崟r(shí)模擬真實(shí)感并具有真實(shí)感細(xì)節(jié),。
使用該平臺(tái),，遠(yuǎn)程團(tuán)隊(duì)可以同時(shí)在項(xiàng)目上進(jìn)行協(xié)作，例如架構(gòu)師反復(fù)進(jìn)行3D架構(gòu)設(shè)計(jì),，動(dòng)畫(huà)師修改3D場(chǎng)景,，以及工程師合作進(jìn)行自動(dòng)駕駛汽車開(kāi)發(fā)，就像他們?cè)诰W(wǎng)上共同編輯文檔一樣容易,。
據(jù)透露,，Omniverse得到了包括Adobe，Autodesk,，Bentley Systems,，Robert McNeel＆Associates和SideFX在內(nèi)的許多主要軟件領(lǐng)導(dǎo)者的支持。NVIDIA還計(jì)劃攜手其他領(lǐng)先的軟件提供者,，以便所有藝術(shù)家和設(shè)計(jì)師都能在Omniverse上選擇自己所需的應(yīng)用程序,。
得益于其GPU方面的領(lǐng)先實(shí)力，英偉達(dá)已經(jīng)在AI市場(chǎng)坐穩(wěn)了龍頭芯片供應(yīng)商的位置。再加上公司在如上文談到的軟硬件的投入,。相信未來(lái)無(wú)論在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域,，還是AIoT市場(chǎng)，英偉達(dá)必然會(huì)有一席之地,。