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文丨親愛(ài)的數(shù)據(jù)，作者丨譚婧

DPU是人工智能芯片之后的又一大熱點(diǎn)。

業(yè)內(nèi)人士笑談，那些投資人鉆研DPU的熱情，比造DPU的人還高。

有人在問(wèn)DPU芯片是啥的時(shí)候，創(chuàng)業(yè)公司里，飄來(lái)一個(gè)熟悉的女聲：“支付寶到賬，人民幣一億元?！睕](méi)錯(cuò)，就是融資額經(jīng)常上億。

別說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)大廠，國(guó)字頭大基金也刀背藏身，眼睛直勾勾盯著DPU，伺機(jī)而動(dòng)。

云廠商對(duì)DPU芯片的渴望，是歇斯底里的。逼得造DPU的人，鼻孔噴血，雙眼冒火。

而坊間有個(gè)說(shuō)法，DPU只有兩個(gè)品牌——亞馬遜云和阿里云，以及其他。

DPU的故事，要從好久之前講起了。

（一）

1998年，美國(guó)斯坦福大學(xué)的球場(chǎng)上。

尖尖綠草被陽(yáng)光溫柔撫摸，孩子們尖叫雀躍，球衣鮮艷，帶風(fēng)奔跑。

球場(chǎng)外，一些家長(zhǎng)等著接孩子回家。他們中有的是斯坦福大學(xué)的同事及其家屬。

左右無(wú)事，家長(zhǎng)群里的兩位閑聊了起來(lái)。

“最近在忙啥？”

“創(chuàng)業(yè)了。”

“創(chuàng)業(yè)方向是啥？”

“在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上可以跑多個(gè)操作系統(tǒng)?！?/p>

提問(wèn)的這位男士，文質(zhì)彬彬，聽(tīng)到回答，突然眼睛一亮，脫口而出：“這個(gè)想法挺好，很新鮮?！?/p>

最怕一流行家，遇見(jiàn)了一流行家，一聊就迸射火花。

兩位家長(zhǎng)，在球場(chǎng)邊，就地達(dá)成投資意向。

這位家長(zhǎng)，不，這位看準(zhǔn)就出手的早期投資人，氣質(zhì)儒雅，風(fēng)度翩翩。

他就是張首晟，著名華裔物理學(xué)家，楊振寧的愛(ài)徒，主要從事凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的研究，斯坦福大學(xué)終身教授。

創(chuàng)業(yè)的那名家長(zhǎng)也不簡(jiǎn)單，叫黛安·格林（Diane Green），一位天賦型女性管理者，從創(chuàng)業(yè)之日起，就擔(dān)任高管，掌管公司長(zhǎng)達(dá)十年之久。

后話是，她還管了一陣子谷歌云。

此番操作，把孩子們都看懵了。

另一個(gè)孩子的爸爸，黛安·格林的老公，是斯坦福大學(xué)教授，孟德?tīng)枴ち_森布拉姆（Mendel Rosenblum，簡(jiǎn)稱羅教授），是公司的首席科學(xué)家，他也是操作系統(tǒng)領(lǐng)域的世界級(jí)專家。

彼時(shí)創(chuàng)業(yè)路上，夫婦倆剛剛動(dòng)身，公司名叫VMware。

二十多年后，這家公司成為虛擬化技術(shù)領(lǐng)域的巨頭。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的術(shù)語(yǔ)，常常閃爍理性光芒，而“虛擬化”這個(gè)詞，一看就是鏡花水月，太虛幻境，把一種仙風(fēng)道骨的玄幻氣質(zhì)，拿捏得死死的。

不意外，虛擬化技術(shù)的一開(kāi)始：學(xué)術(shù)研究站C位。

為數(shù)不多的高校在研究，美國(guó)斯坦福大學(xué)、英國(guó)劍橋大學(xué)。

屈指可數(shù)的公司在探索， IBM公司、英特爾公司、微軟公司。

上世紀(jì)70年代是虛擬化學(xué)術(shù)研究的黃金年代，有多篇學(xué)術(shù)論文為這個(gè)方向奠定了理論基礎(chǔ)。

科學(xué)技術(shù)這行，光憑論文不行，得拿出東西來(lái)，還得用起來(lái)。

等有代表性的公司誕生，年年等斷腸，從七十年代，到九十年代，一等二十年。

據(jù)VMware公司CEO黛安·格林回憶，一天晚上，羅教授回到家，談起工作，他說(shuō)：“我想重新審視虛擬化，將隔離引入操作系統(tǒng)，能同時(shí)運(yùn)行新舊代碼，又不必構(gòu)建一個(gè)新的操作系統(tǒng)?！?/p>

想法像洪水一樣從腦中涌出，羅教授非常激動(dòng)，睡醒的第二天，就開(kāi)始做原型。

不久之后，澎湃的行動(dòng)力，讓羅教授和他的學(xué)生們實(shí)現(xiàn)了X86 服務(wù)器的虛擬化。

科學(xué)家的朋友圈往往光芒四射，創(chuàng)始人集齊五位專家，擺開(kāi)了陣型，對(duì)虛擬化發(fā)起沖鋒，這一次載入史冊(cè)。

“攻下”X86，打開(kāi)虛擬化由守轉(zhuǎn)攻的新局面。

相傳，虛擬化技術(shù)公司的文化和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)文化不同。

美國(guó)斯坦福大學(xué)的學(xué)生閉眼挑offer的時(shí)候說(shuō)，谷歌的文化吸引年輕人，擼狗上班，睡衣轟趴，而VMware 公司的員工則能在公司安穩(wěn)地結(jié)婚生子。

隨后，學(xué)術(shù)派傳球至邊路，PC的虛擬化接球。

雖然在小型PC機(jī)時(shí)代，虛擬化不是剛需，但是開(kāi)創(chuàng)了硬件新玩法，沸騰了極客的熱血。

小心翼翼問(wèn)一句，虛擬化是不是在騙CPU？

理直氣壯回答：CPU有一種被騙的“能力”。

虛擬化技術(shù)很厲害，還是要戒驕戒躁，后面的路，還長(zhǎng)。

（二）

無(wú)疑，VMware公司是成功的，當(dāng)開(kāi)源世界崛起，軟件甩開(kāi)商業(yè)軟件的統(tǒng)治，開(kāi)源極客走上舞臺(tái)。

請(qǐng)大家記住這兩個(gè)虛擬化技術(shù)的精神?。I(lǐng)）伙（袖），因?yàn)樗麄儗?duì)DPU的發(fā)展，至關(guān)重要。

按姓氏筆畫排序：安東尼·李國(guó)瑞（Anthony Liguori），美國(guó)人。張獻(xiàn)濤，中國(guó)人。

2001年，英國(guó)劍橋大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，IanPratt教授帶著幾個(gè)博士生做了一個(gè)非常知名的虛擬化項(xiàng)目.

叫Xen project。

Xen的讀音和“than”有點(diǎn)像，但不完全一樣，發(fā)音不吐舌頭。

Xen有一個(gè)龐大的、活力十足的開(kāi)發(fā)社區(qū)，深遠(yuǎn)地影響了云計(jì)算、虛擬化和安全。

兩年后，Xen X86虛擬機(jī)監(jiān)視器的第一個(gè)穩(wěn)定版本就問(wèn)世了。

2004年，張獻(xiàn)濤在武漢大學(xué)，念博士。多年寒窗，沒(méi)有少下功夫，他技術(shù)水平強(qiáng)，動(dòng)手能力更強(qiáng)。

技術(shù)大神何愁去處，可張獻(xiàn)濤還是有些擔(dān)心，因?yàn)樘摂M化技術(shù)的擇業(yè)面，太小了。

讀博士，勤奮很重要，有一位好的博士導(dǎo)師也重要。

張獻(xiàn)濤的博士導(dǎo)師，是全球知名的密碼學(xué)家卿斯?jié)h。張獻(xiàn)濤一定是花掉了很多運(yùn)氣，才遇到了這么一個(gè)好導(dǎo)師。

他一臉慈祥地對(duì)張獻(xiàn)濤說(shuō)：“虛擬化這個(gè)研究方向，我和英特爾有合作，你先去那里實(shí)習(xí)，別擔(dān)心，我?guī)湍惆才?，剩下的，要看你自己了?！?/p>

而今看來(lái)，卿斯?jié)h教授將張獻(xiàn)濤送去企業(yè)實(shí)習(xí)，是完完全全從學(xué)生的利益考慮。

（有些博士導(dǎo)師那是死活都不愿意放博士生出去干活，此處省略三千字吐槽）。

于是，張獻(xiàn)濤從一名英特爾的實(shí)習(xí)生做起，一做就是3年。時(shí)光飛逝，技術(shù)水平飛漲，他于2008年正式入職英特爾。

他可能也沒(méi)有想到，這份工作一干就是9年。

把鏡頭搖到2002年的美國(guó)IBM 公司，虛擬化的另一個(gè)前沿陣地。

一位名叫安東尼·李國(guó)瑞的大學(xué)生，在學(xué)校讀書期間一直在IBM實(shí)習(xí)，每周20小時(shí)，連續(xù)四年，風(fēng)霜雪雨，從不間斷。

2006年，安東尼入職IBMLinux 技術(shù)中心，成為一名軟件工程師，這份工作一干就是7年。

人這一生，找到一個(gè)真心喜愛(ài)的技術(shù)作為愛(ài)好，然后不計(jì)成本地付出時(shí)間和耐心，用心打磨，收獲的將不只是一個(gè)拿得出手的技能。

更重要的，還有一個(gè)脫胎換骨的自己。

也許某日傍晚，紅霞染盡天邊，張獻(xiàn)濤在看云，安東尼也在看云，可能會(huì)有那么一瞬間，他們都意識(shí)到自己要和這個(gè)名字極富詩(shī)意的技術(shù)，打一輩子交道了。

世間因緣，因緣世間。

（三）

芯片江湖，有人，有酒，有故事，就有批評(píng)英特爾的聲音。

PC為王的時(shí)代，因?yàn)樘摂M化不是主流，所以英特爾X86指令集對(duì)虛擬化的服務(wù)態(tài)度很不友好。

這鍋，得英特爾背，還背到了2005年。

英特爾在那一年才笑臉相迎，態(tài)度友好，在CPU里面做了一些擴(kuò)展指令集。

這次重拳，扭轉(zhuǎn)了虛擬化的乾坤。

那一年的年11月，英特爾宣布產(chǎn)品支持硬件虛擬化（VT-x，VT-d），AMD也屁顛跟上，宣布產(chǎn)品支持硬件虛擬化（SVM）。

別看姍姍來(lái)遲，但是這套技術(shù)也足夠硬核黨，能做出來(lái)也很了不起。

但是英特爾“罪名”也很昭彰——低效。

VMware公司眼疾嘴快，把英特爾一頓猛批。

模仿駱賓王討伐武則天，出了一篇著名的“檄文”，討伐英特爾。

指責(zé)支持虛擬化的擴(kuò)展指令集低效，還沒(méi)有自己家做的性能好（這里指VMware公司的“二進(jìn)制翻譯”，binary translation）。

指責(zé)別人，趁機(jī)夸贊自己，沒(méi)毛病。

經(jīng)此一事，也能一窺VMware公司的江湖地位，批評(píng)別人，得自己腰桿子倍兒直。

經(jīng)此一變，虛擬化便有了CPU芯片廠商的全火力支持，仿佛被按下二倍速播放鍵。

這是虛擬化的短板，第一次被拯救。

那時(shí)候，英特爾沒(méi)有白忙活，蘸著唾沫點(diǎn)鈔票，心里樂(lè)開(kāi)了花。支持Xen，跟支持Linux的道理一模一樣，虛擬化帶動(dòng)了生態(tài)，大家都愛(ài)用戶黏性。

窗外陽(yáng)光正好，又是吃飯時(shí)間，天上白云飄過(guò)，人間沒(méi)有巨變，云計(jì)算悄然巨變。

云計(jì)算的第一張門票，亞馬遜云搶到了。云計(jì)算的號(hào)角一吹響，開(kāi)源迅速占領(lǐng)C位。

Xen底氣十足，首席科學(xué)官兼劍橋大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室教授Ian Pratt說(shuō)：“微軟正處于追趕我們的道路上?！?/p>

此言不虛，微軟公司的產(chǎn)品確也深受 Xen的啟發(fā)。

一時(shí)間，紅帽，Sun Microsystems，Suse Linux，到處都有Xen的身影。

一時(shí)間，似乎任何新事物都會(huì)在Xen萌發(fā)。

Xen被掌聲包圍，連云巨頭都伸出橄欖枝。2006年，亞馬遜云（EC2）推出第一個(gè)采用Xen的實(shí)例類型（m1.small）。

Xen登上了第一朵云，自此，成為云計(jì)算的生力軍。

虛擬化技術(shù)烈火烹油，微軟公司好不服氣。悄悄收購(gòu)位于美國(guó)波士頓的虛擬化廠商Softricity公司，趕緊公布了，為Windows Server引進(jìn)新的虛擬機(jī)管理產(chǎn)品的時(shí)間表。

“別催了，在買了?！?/p>

后續(xù)是微軟公司再露土豪本色，為了虛擬化連續(xù)多次出手多家創(chuàng)業(yè)公司。

這也從側(cè)面反映了虛擬化這個(gè)技術(shù)，又小眾，又難，又關(guān)鍵，連微軟公司也啞巴吃黃連，有苦說(shuō)不出。

2007年英特爾出了VT-x，增強(qiáng)了很多功能，又反超了VMware公司的二進(jìn)制翻譯技術(shù)。

VMware公司內(nèi)心獨(dú)白：批評(píng)英特爾，草率了。

在2009 年的時(shí)候，研究公司Gartner預(yù)測(cè)，三種技術(shù)將主導(dǎo)虛擬化：VMware公司的 ESX Server、Xen 和微軟公司的 Viridian hypervisor。

有些技術(shù)預(yù)（占）測(cè)（卜），聽(tīng)一聽(tīng)，別當(dāng)真。

正面評(píng)論大聲說(shuō)，Xen是當(dāng)時(shí)的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)之一，非常成熟。

負(fù)面評(píng)價(jià)小聲說(shuō)，Xen的架構(gòu)非常復(fù)雜，代碼鏈非常長(zhǎng)，對(duì)內(nèi)核的改動(dòng)也比較大。

Xen是一個(gè)非常好的項(xiàng)目，但是確實(shí)太復(fù)雜。全球真正搞懂Xen架構(gòu)的人不超過(guò)50人。大部分人，停留在僅僅能用這個(gè)層次。

再者，Xen還是傳統(tǒng)虛擬化技術(shù)。

Xen的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，決定了它身上的擔(dān)子特別重，要忙于許多事情，保護(hù)物理硬件，保護(hù)BIOS，虛擬化 CPU，虛擬化存儲(chǔ)，虛擬化網(wǎng)絡(luò)，還有諸多管理功能。

Xen過(guò)于笨重，注定退場(chǎng)，但Xen的出現(xiàn)，為虛擬化打開(kāi)了開(kāi)源世界的大門。

夢(mèng)里幾十年，長(zhǎng)風(fēng)幾萬(wàn)里，才把虛擬化吹進(jìn)開(kāi)源世界。

2014年，同樣是開(kāi)源的KVM來(lái)了。

作為L(zhǎng)inux的家族成員（以組件的形式出現(xiàn)），這個(gè)輕巧的超級(jí)管理程序，身姿輕盈，席卷世界。

這時(shí)候，VMware公司的日子也不紅火了，閉源商業(yè)軟件，花錢不說(shuō)，云廠商改動(dòng)也不方便。

不要忘記的是，亞馬遜云和阿里云的DPU早期架構(gòu)，都能看到Xen與KVM的身影。

（四）

問(wèn)世間，是否此山最高，

或者，另有高處比天高。?

（手動(dòng)打節(jié)奏：嘿哈?。?/p>

開(kāi)源社區(qū)背后的慘綠少年，藏身于開(kāi)源江湖，苦練絕技。

十多年前的虛擬化技術(shù)，并不成熟。

放眼全世界，做虛擬化技術(shù)研究的人，真心不多。

開(kāi)源社區(qū)里最有權(quán)力、最受人尊敬的人，有一個(gè)統(tǒng)一的稱謂，Maintainer（軟件維護(hù)者），也是高級(jí)別的代碼貢獻(xiàn)者，掌管開(kāi)源項(xiàng)目的設(shè)計(jì)規(guī)劃，對(duì)全局，有深入了解，對(duì)未來(lái)，也有獨(dú)到見(jiàn)解。

世界有時(shí)候很大，有時(shí)候很小。

安東尼，是QEMU的Maintainer。

張獻(xiàn)濤，是KVM跨平臺(tái)支持以及KVM/IA64的作者和Maintainer 。

QEMU曾是世界上首屈一指的系統(tǒng)仿真器和虛擬器。QEMU支持Xen和KVM，并廣泛部署在大多數(shù)云環(huán)境中。

從Xen到KVM，安東尼和張獻(xiàn)濤的技術(shù)突飛猛進(jìn)，天天打破天花板。只要解決性能方面的難題，什么姿勢(shì)都會(huì)。

要知道，那些系統(tǒng)底層，要去解決性能方面的故障或者錯(cuò)誤（Bug），都是非常難的，伸出手就能扼住整個(gè)項(xiàng)目的喉嚨，讓人動(dòng)彈不得。

安東尼和張獻(xiàn)濤，身上不斷出現(xiàn)“巧合”。

張獻(xiàn)濤和安東尼在Xen 和KVM 開(kāi)源社區(qū)都有交集，是享譽(yù)社區(qū)的極客，令無(wú)數(shù)開(kāi)源玩家高山仰止。

經(jīng)歷諸多采訪報(bào)道，他們?cè)谧鲎晕医榻B時(shí)，都曾說(shuō)到一句話：“我一直做虛擬化方向的工作。”

同樣的話，一個(gè)用中文講出來(lái)，一個(gè)用英文表達(dá)。

只要一有虛擬化安全的新聞熱點(diǎn)出現(xiàn)，國(guó)外技術(shù)媒體都以采訪到安東尼為榮。張獻(xiàn)濤則是國(guó)內(nèi)第一批參與做KVM的。

巧合的背后，往往是必然。

2013年，安東尼，加入亞馬遜云。

2014年，張獻(xiàn)濤，加入阿里云。

昔日，在虛擬化開(kāi)源社區(qū)，兩位最有“勢(shì)力”的人。

如今，在頭部云計(jì)算廠商，主導(dǎo)DPU技術(shù)變革。

更巧的是，一個(gè)負(fù)責(zé)Nitro系統(tǒng)，一個(gè)負(fù)責(zé)神龍系統(tǒng)。

亞馬遜云和阿里云的DPU，均汲取了開(kāi)源虛擬化軟件Xen和KVM的精華。

云計(jì)算帶來(lái)了虛擬化技術(shù)的繁榮，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的躍遷。

此時(shí)，虛擬化的專家，從硬件廠商的寶貝，變成了云計(jì)算廠商、大型互聯(lián)網(wǎng)公司的寶貝。

35歲就淘汰之類的話，在這些人面前，純當(dāng)放了一個(gè)臭屁。

所有人都意識(shí)到，虛擬化技術(shù)“值錢”了，蜂擁而至，可惜，門檻很高。

虛擬化是一門非常難的技術(shù)，虛擬機(jī)是對(duì)真實(shí)計(jì)算環(huán)境的抽象，很多人被“抽象”二字難住。

操作系統(tǒng)內(nèi)核已是掃地僧級(jí)別的技能了，虛擬化則是獨(dú)孤求敗。

張獻(xiàn)濤說(shuō)：“以前，我們認(rèn)為操作系統(tǒng)內(nèi)核是最難理解的，也是最復(fù)雜的系統(tǒng)軟件。業(yè)界有不少非常資深的內(nèi)核（kernel）工程師轉(zhuǎn)去做虛擬化，都理解不了，也做不好。”

為什么呢？

因?yàn)樘摂M化又抽象了一層，其難度大大增加，要用軟件去實(shí)現(xiàn)硬件（的功能）。

在云廠商沒(méi)有虛擬化專家的時(shí)代，亞馬遜云也找英特爾的人去解決問(wèn)題。

十幾年前，英特爾工程師火線救援云廠商的故事，都快被人遺忘了。

2010年，阿里云準(zhǔn)備在5月10日發(fā)布產(chǎn)品（ECS1.0）。

那時(shí)，有三家企業(yè)的工程師擠在阿里云攻堅(jiān)，攻了一個(gè)多月，有人都要把頭急禿了，眼看到日子了，還有一個(gè)坎，過(guò)不去。

大概1000臺(tái)服務(wù)器，運(yùn)行一晚之后，總會(huì)發(fā)生一件奇妙的事情，硬盤找不到了。

硬盤也很委屈：“我掉線了?！?/p>

攻堅(jiān)小組被死死逼到了墻角，他們拿出了一個(gè)負(fù)責(zé)任的推斷：?jiǎn)栴}要么出在芯片組身上，要么出在芯片身上。攻堅(jiān)小組在嘶吼，得讓英特爾派人來(lái)，快點(diǎn)。

命懸一線之際，無(wú)論英特爾派誰(shuí)來(lái)，都會(huì)被人死盯著，恨不得用秒表計(jì)時(shí)。

意外的是，英特爾的專家到現(xiàn)場(chǎng)后，看了一下（所有的配置），想了一會(huì)，之后說(shuō)：“改個(gè)參數(shù)就可以了”。

計(jì)時(shí)那個(gè)人，看了下表，從拿到阿里云的服務(wù)器日志到搞定，大約用時(shí)3000秒（50分鐘）。

這一刻的如釋重負(fù)，讓在場(chǎng)的阿里云工程師一輩子也忘不了。

快拿幾條真絲圍巾，我們要纏在胳膊上跳廣場(chǎng)舞。

這事，讓一個(gè)外援在阿里云內(nèi)部，小火了一把。

誰(shuí)知不久之后，阿里云的章文嵩問(wèn)了團(tuán)隊(duì)一個(gè)問(wèn)題：如果要挖一個(gè)虛擬化做得最好的人，應(yīng)該挖誰(shuí)？

章文嵩是何人呢？Linux虛擬服務(wù)器創(chuàng)始人，開(kāi)源大神，曾任阿里云CTO，首席科學(xué)家。

阿里云的工程師們，雙手不離開(kāi)鍵盤，頭也不用抬，張嘴就有了：張獻(xiàn)濤。

無(wú)獨(dú)有偶。

有人告訴我：“二零零幾年的時(shí)候，亞馬遜云還沒(méi)把安東尼搞過(guò)去，虛擬化的問(wèn)題也解決不了，也得靠英特爾。因?yàn)樘摂M化的大牛工程師，亞馬遜云也缺。”

亞馬遜云，有了安東尼。

阿里云，有了張獻(xiàn)濤。

尋隱者不遇，那虛擬化的高手到底在哪？

云深不知處，他們就聚集在IBM、英特爾、紅帽。

消息靈通人士透露，2008年左右，英特爾公司上海辦公室里，虛擬化團(tuán)隊(duì)大概十幾號(hào)人。云計(jì)算帶動(dòng)虛擬化技術(shù)熱門之后，全世界都來(lái)挖人。

自此，很多虛擬化的人才就留在了美國(guó)，直到現(xiàn)在。

人爭(zhēng)一口氣，佛受一炷香。為什么云廠商會(huì)憋著口氣一頓猛搞芯片？

答案是：誰(shuí)痛苦，誰(shuí)難受，誰(shuí)逼瘋，誰(shuí)知道。

張獻(xiàn)濤懇切的語(yǔ)氣令人印象深刻：“就算不是神龍團(tuán)隊(duì)，阿里云也會(huì)有另一支團(tuán)隊(duì)把DPU做出來(lái)。”

眾所周知，現(xiàn)在云計(jì)算廠商的服務(wù)器規(guī)模有多大。當(dāng)規(guī)模擴(kuò)大，用戶量增長(zhǎng)，對(duì)DPU的渴求就變得心切。

幾十萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，一天天，嗷嗷待哺。

在安東尼心里，應(yīng)該也反反復(fù)復(fù)問(wèn)過(guò)很多遍DPU的本質(zhì)問(wèn)題：

“為了得到更好的產(chǎn)品，我們要設(shè)計(jì)硬件，要設(shè)計(jì)一個(gè)專門用于虛擬化的硬件平臺(tái)。不是通用軟件，不是通用硬件?！?/p>

回望來(lái)路，已無(wú)退路，在技術(shù)最佳的更迭期，DPU出現(xiàn)了。用DPU定制化硬件加速，成為最正確的方向。

（五）

別怪我沒(méi)提醒，云計(jì)算的虛擬化，和前幾代虛擬化，大為不同。

前幾代產(chǎn)品與DPU隔著一條深不見(jiàn)底的天塹，跳過(guò)去，就是通天大道。

問(wèn)題來(lái)了，怎么跳？

從2012年開(kāi)始，亞馬遜云團(tuán)隊(duì)，尤其是EC2虛擬化就開(kāi)始思考：

那個(gè)叫做Hypervisor的“超級(jí)管理員”，得膽子再大一點(diǎn)，能力再?gòu)?qiáng)一點(diǎn)。那么問(wèn)題來(lái)了，世間能做出比純軟件架構(gòu)更好的超級(jí)管理程序嗎？

這是我能找到的，安東尼在外媒采訪中談到的，亞馬遜云關(guān)于DPU思想萌芽最早的時(shí)間點(diǎn)。

但那個(gè)時(shí)候還沒(méi)有Nitro的影子。

后來(lái)，把Nitro System曝光于公眾面前的，是一次知名的收購(gòu)案。

被收購(gòu)的公司叫做Annapurna Labs，也就是安娜普爾納峰實(shí)驗(yàn)室，公司在以色列和美國(guó)都設(shè)有研發(fā)中心。

登山愛(ài)好者，瞅這個(gè)名字很眼熟。

巧了，喜馬拉雅山最高十峰之一，安娜普爾納峰。

角峰銳利，山體挺拔，線條凌厲，冰雪覆蓋，云海猛烈翻滾，在向全世界的登山者搔首弄姿：“你過(guò)來(lái)呀~”

又巧了，公司兩位創(chuàng)始人Billy和Nafea也是登山愛(ài)好者，以攀登此峰為榮。雖未抵達(dá)，但心已至，他們將角峰設(shè)計(jì)成LOGO，印在了封裝好的芯片上。

登山是個(gè)人英雄主義，DPU是團(tuán)隊(duì)實(shí)干集體主義。

安娜普爾納峰實(shí)驗(yàn)室對(duì)于亞馬遜云來(lái)說(shuō)，就是上天恩賜的禮物。國(guó)內(nèi)云廠商一開(kāi)始有這個(gè)好買賣，半夜睡覺(jué)都笑醒。

收購(gòu)這件事情，光有鈔票不行，好的“收購(gòu)目標(biāo)”極其罕見(jiàn)。

這家“登山愛(ài)好者”公司，除了登山，還有幾個(gè)絕活。

其一，Graviton芯片，云廠商第一顆Arm芯片。

其二，是一種虛擬機(jī)抄近路小能手的技術(shù)，ENA。

（ENA，全稱是ElasticNetwork Adapter，一種網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)，能用于虛擬機(jī)和物理機(jī)，是開(kāi)源項(xiàng)目，發(fā)布在GitHub網(wǎng)站上。）

這種技術(shù)講究的是四兩撥千斤，使得虛擬機(jī)繞過(guò)軟件（內(nèi)核和用戶空間網(wǎng)絡(luò)處理程序），直接操作硬件（網(wǎng)卡），如此這般，提升了網(wǎng)絡(luò)效率。

昔日寂寂無(wú)名的ENA，成為亞馬遜云網(wǎng)絡(luò)虛擬化的關(guān)鍵技術(shù)，日后是大名鼎鼎的Nitro的一部分。

合作如絲般順滑，那就買過(guò)來(lái)，誰(shuí)叫那時(shí)候世界首富掌管亞馬遜公司呢。

2015年，收購(gòu)價(jià)3.5億美元。

別看當(dāng)時(shí)花了多少，要看日后省了多少。這是一場(chǎng)幾乎完美的收購(gòu)，每年都為亞馬遜節(jié)省大把美金。

因?yàn)镈PU的特長(zhǎng)之一就是很能打，一套降龍十八掌，打敗虛擬化損耗，不在話下。

損耗少了，當(dāng)然省錢。

安娜普爾納峰實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的這張卡，不僅卸載了VPC網(wǎng)絡(luò)功能，還卸載了EBS 存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)功能。

這就是前文提到的，“任務(wù)卸載”技術(shù)。

據(jù)網(wǎng)飛公司技術(shù)高管（Brendan Gregg）的說(shuō)法，Nitro的性能損耗非常?。ú坏?％），Nitro的虛擬化性能接近裸設(shè)備。

亞馬遜的文化里，有單向門（The one-way door）和雙向門（two-way door）決策的說(shuō)法。這個(gè)翻譯，頗為晦澀。

“單向門”的任務(wù)，像電影《魷魚(yú)游戲》，大抵是干活時(shí)被人用槍指著腦袋。

只要任務(wù)失敗，就“嘣”一槍。驚不驚險(xiǎn)，刺不刺激。

“雙向門”就是這個(gè)場(chǎng)景用得不好，搬到別的地方，說(shuō)不定還能用上，反正不會(huì)白忙活，KPI保住了，萬(wàn)事好商量。

DPU是專用的，“專用”意味著，拿到別處“沒(méi)用”。

Nitro 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的時(shí)候，槍和腦袋的距離，幾毫米。

失敗和成功的距離，一丟丟。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)在描述艱難的開(kāi)發(fā)歲月的時(shí)候，像個(gè)文科生，一口氣用了四個(gè)形容詞。

他們說(shuō)：“這次我們做決定，有條不紊，謹(jǐn)慎，緩慢，深思熟慮?！?/p>

懂行的心里明白，這不是普通的任務(wù)，其要求已經(jīng)超出了傳統(tǒng)虛擬化技術(shù)的能力。因?yàn)榇蚱苽鹘y(tǒng)，就是浴火重生。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)在技術(shù)博客里寫下：“只有創(chuàng)新才行，但我們沒(méi)有急著拍腦袋。整個(gè)探索的旅程歷經(jīng)五年，仔細(xì)、反復(fù)試驗(yàn)，每一步都很小心，驗(yàn)證我們前進(jìn)的方向是正確的?！?/p>

喜大普奔的2013 年，亞馬遜云研發(fā)團(tuán)隊(duì)推出了第一款Nitro 卸載卡（C3 實(shí)例類型），將網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程卸載到硬件中。

馬不停蹄的2014 年，將 EBS 存儲(chǔ)卸載到硬件中（C4 實(shí)例類型），這次研發(fā)團(tuán)隊(duì)首次與一家名為安娜普爾納峰實(shí)驗(yàn)室的公司合作。

Nitro研發(fā)團(tuán)隊(duì)談到了研發(fā)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)：“2017 年，我們卸載了最后的組件，包括控制面和剩余的 I/O，我們引入了一個(gè)新的管理程序，具有 C5 實(shí)例類型的完整Nitro系統(tǒng)。”

代碼長(zhǎng)什么樣子，如今已經(jīng)記不清了，但工程師依然記著當(dāng)時(shí)的心情：

“這是投入的揮金如土，是身心的殫精竭慮，是承諾的使命必達(dá)，是不可思議的時(shí)刻。當(dāng)Nitro系統(tǒng)推出時(shí)，五年辛勤，此生難得?！?/p>

Nitro給亞馬遜云帶來(lái)什么？

Nitro的迭代推動(dòng)亞馬遜云最核心的EC2產(chǎn)品家族不斷往更大、更快、更安全、更穩(wěn)定、更多類型、更高性價(jià)比方向演進(jìn)。

Nitro 系統(tǒng)讓亞馬遜云有能力提供100 Gbps 增強(qiáng)型以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的云，支持更高吞吐量或受網(wǎng)絡(luò)限制的工作負(fù)載（如 HPC 應(yīng)用程序）。

借助 Nitro 系統(tǒng)，將虛擬化功能卸載到專用硬件上，將 EC2 的架構(gòu)分解為更小的塊。這些塊以多種不同的方式組裝，能夠靈活地設(shè)計(jì)和快速交付EC2 實(shí)例，并提供越來(lái)越多的計(jì)算、存儲(chǔ)、內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)選項(xiàng)。

亞馬遜云 CTO 沃納·威格爾（WernerVogels）曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，“在亞馬遜云，90%到95%的新項(xiàng)目，都是來(lái)自于客戶給我們的反饋，剩下的5%也是從客戶角度出發(fā)所做的創(chuàng)新嘗試?！?/p>

而Nitro 系統(tǒng)正是這種項(xiàng)目之一，它誕生于2013年，成熟于2017年，到現(xiàn)在還在不斷進(jìn)化中，2021年已經(jīng)迭代到第五代。

（六）

最重要的一點(diǎn)，亞馬遜云科技的團(tuán)隊(duì)看到了，阿里云神龍團(tuán)隊(duì)也看到了。

安東尼看到了，張獻(xiàn)濤也看到了。

把傳統(tǒng)的虛擬化技術(shù)直接移到云計(jì)算，缺陷極其明顯，畢竟不是為了云計(jì)算的服務(wù)器而生的。

把時(shí)間花在最值得思考的問(wèn)題上。

2016年左右，張獻(xiàn)濤博士，天天都在思考同一個(gè)問(wèn)題：什么樣的虛擬化技術(shù)，才適合云計(jì)算？

得從根本上解決傳統(tǒng)虛擬化應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心里面存在的缺陷（也就是性能、資源、隔離方面所有的問(wèn)題）。

他腦中的“神龍系統(tǒng)”慢慢清晰。

那一年里，張獻(xiàn)濤博士密集、低調(diào)往返于北京和杭州兩地，意在勸說(shuō)多位大咖級(jí)芯片主架構(gòu)師加入阿里云。

有這樣一句話，很打動(dòng)人心，日后實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，更激動(dòng)人心：

“外界無(wú)法理解互聯(lián)網(wǎng)公司要做DPU的決心，這件事情絕對(duì)是前人沒(méi)有做過(guò)的，它可以改變?cè)朴?jì)算里面最核心的技術(shù)?！?/p>

神龍芯片給阿里云帶來(lái)什么技術(shù)價(jià)值？

張獻(xiàn)濤認(rèn)為，第一，解決CPU和內(nèi)存完全隔離的問(wèn)題。這里的隔離有兩個(gè)層面意思，一個(gè)是安全方面的隔離，一個(gè)是性能的隔離。

第二，IO鏈路上最容易出安全漏洞。QEMU這個(gè)模擬器是從傳統(tǒng)的虛擬化帶過(guò)來(lái)的，在神龍芯片第一代的那個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，它是完完全全過(guò)時(shí)了。

所謂的過(guò)時(shí)了，包括兩點(diǎn)。其一，代碼是開(kāi)源的，人人皆可見(jiàn)。其次，安全漏洞多，常發(fā)生一些虛擬機(jī)逃逸的情況。

在公共云的世界里，“虛擬機(jī)逃逸”五個(gè)字，還沒(méi)有說(shuō)出口，就有一群人撲上去，捂住你的嘴。

虛擬機(jī)逃逸=絕對(duì)不允許。

DPU解決了性能，同時(shí)也解決了安全方面的問(wèn)題。

神龍芯片一開(kāi)始就想好了，多張卡解決問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)多合一，多種功能在一張卡上實(shí)現(xiàn)，復(fù)雜度下降，穩(wěn)定性增強(qiáng)。

兩架馬車，解決的問(wèn)題一樣，實(shí)現(xiàn)的思路不同。

佛山無(wú)影腳，神龍無(wú)影刀。

DPU的一個(gè)關(guān)鍵就是，“從哪里切”與“切到何處”，答案充滿玄機(jī)和禪意。

這讓人想起庖丁解牛，若要回答：骨在哪，肉在哪，骨肉相連又在哪；

恐怕要稔知全牛結(jié)構(gòu)，全憑手感，刀法在腦海里，在肌肉里。

這還不夠，難題在于，每一家云廠商的軟件是不一樣的。

怎樣處理分布式存儲(chǔ)和分布式網(wǎng)絡(luò)的軟件接口？

哪些應(yīng)該放在控制路徑？

哪些放在數(shù)據(jù)路徑？

如果不懂虛擬化，你就不知道怎么切，或者切完后性能也不好。

DPU團(tuán)隊(duì)表面生氣，心里憋悶，誰(shuí)出的破題？

再或者，有的DPU團(tuán)隊(duì)，還沒(méi)有看到牛在哪里。

DPU這個(gè)東西，光有硬件思路，或光有軟件思路，一定會(huì)出大問(wèn)題。

當(dāng)故事講到這里，虛擬化的知識(shí)就不夠用了，要細(xì)聊張獻(xiàn)濤在英特爾的另一段經(jīng)歷。

上海虹橋作為著名的交通樞紐，周邊房?jī)r(jià)，一直看漲。

2005年的時(shí)候，張獻(xiàn)濤剛到英特爾實(shí)習(xí)，工資不高，錢包不鼓，在大虹橋地段找房子住，選來(lái)選去，選了仙霞路附近的茅臺(tái)路，一個(gè)叫做天山五村的老式小區(qū)。

大虹橋的房?jī)r(jià)，逼得張獻(xiàn)濤和師兄合租了一個(gè)單間，逼仄的房間里，擺了兩張單人床，已經(jīng)夠局促了。沒(méi)想到，更局促的在后面。

一進(jìn)英特爾，張獻(xiàn)濤的壓力值就爆表了。

為什么？他發(fā)現(xiàn)，六年的計(jì)算機(jī)專業(yè)白讀了，媽耶，英特爾大牛們說(shuō)的話，居然聽(tīng)不太懂。原因是他們講的那些東西，都牽涉到芯片內(nèi)部的專業(yè)知識(shí)。

能主宰一個(gè)時(shí)代的門派，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的頂端，還是有很多秘籍的。

腦袋混沌了幾天之后，張獻(xiàn)濤那股子不服輸?shù)膭艃?，上頭了。

經(jīng)高人指點(diǎn)，他沖到藏經(jīng)閣就找寶典。

《英特爾系統(tǒng)編程手冊(cè)》（System Development Manual）是這樣一種存在，你看第一遍，包你根本看不懂。

照理說(shuō)，計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)，是按此寫出來(lái)的。比如，英特爾的64位處理器用的是IA 64，配套的《手冊(cè)》有好幾卷。

《手冊(cè)》也誠(chéng)不我欺，卷卷厚如板磚，就不信你能讀完。

晚上，師兄睡了，張獻(xiàn)濤不敢開(kāi)大燈，從枕頭下面摸出一樣?xùn)|西，手電筒。于是，咳嗽放屁都在一個(gè)被窩里，用手電筒的光，照著看《手冊(cè)》。

老舊小區(qū)的黑瓦和夜色融在一起，樓層里閃爍著零星的光，從窗口的方格里冒出來(lái)，張獻(xiàn)濤屋里的光，從被子里透出來(lái)。

開(kāi)了頭才知道，痛苦是一層套一層的套娃。

每日不輟的翻讀，還要看操作系統(tǒng)的內(nèi)核代碼。這行代碼為什么這么寫，他要到編程手冊(cè)里找答案。這還不夠，要看Linux和Xen的代碼。

看不懂怎么辦，英特爾還有一個(gè)“師兄幫扶”機(jī)制，類似學(xué)霸紅領(lǐng)巾，不懂問(wèn)師兄。

左手一本軟件編程手冊(cè)，右手一本硬件編程手冊(cè)，外加Linux內(nèi)核代碼，一行一行去理解。

再看不懂怎么辦，去找美國(guó)的工程師請(qǐng)教。

張獻(xiàn)濤吃一口編程手冊(cè)，蘸幾行Linux內(nèi)核代碼，成為每日的例行動(dòng)作。

日復(fù)一日，張獻(xiàn)濤對(duì)CPU、對(duì)操作系統(tǒng)的理解，加深加深，再加深。

在英特爾公司，張獻(xiàn)濤知道了一個(gè)“冷知識(shí)”。

任何一顆芯片，從英特爾公司“走”出來(lái)之前，內(nèi)部員工可能提前三到五年就已經(jīng)拿到了“未出廠的芯片”。

工程師們要把 CPU所有的新功能用軟件“用”起來(lái)。

說(shuō)白了，到手的芯片還沒(méi)有正式量產(chǎn)。芯片里面會(huì)有各種各樣的毛病。你要去理解“問(wèn)題”來(lái)自于軟件，還是硬件。

不了解這點(diǎn)，你永遠(yuǎn)不會(huì)懷疑CPU會(huì)出問(wèn)題。

DPU的技術(shù)領(lǐng)袖，需要對(duì)芯片、對(duì)芯片組、對(duì)PCIe總線、對(duì)操作系統(tǒng)、對(duì)虛擬化的了解，到達(dá)一種境界，關(guān)燈取物，如同開(kāi)燈取物一樣自如。

看似行云流水的判斷，是在日復(fù)一日、年復(fù)一年、無(wú)聲無(wú)息中形成的，就像火山爆發(fā)后，熱風(fēng)里從早到晚飄落的火山灰，把一切技術(shù)難點(diǎn)都掩埋。

從火山灰中醒來(lái)，看到一個(gè)重塑的新世界。

DPU的部署，無(wú)異于完成了給高速飛馳的列車換防風(fēng)材料，給深海作業(yè)的潛艇換防水材料。

2017年到2021年，亞馬遜云和阿里云均已跑步進(jìn)入了DPU產(chǎn)品迭代良性循環(huán)的新世界。

2021年的夏天，張獻(xiàn)濤博士對(duì)我說(shuō)：“以前，沒(méi)有人相信互聯(lián)網(wǎng)公司需要芯片技術(shù)?，F(xiàn)在，大家都相信了。”

（七）

裁判一聲長(zhǎng)哨，男主持人富有磁性的聲音播報(bào)：觀眾朋友們，這里是數(shù)據(jù)中心賽場(chǎng)，IaaS層終場(chǎng)，云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施最后一場(chǎng)比賽。

當(dāng)優(yōu)秀DPU問(wèn)世的時(shí)候，國(guó)內(nèi)云計(jì)算廠商在IaaS層，這輪的戰(zhàn)斗，宣告結(jié)束了。

自研出DPU的云計(jì)算廠商說(shuō)：“我攤牌了，我贏了?！?/p>

哪怕五年前，放眼找工作的網(wǎng)站，就算云計(jì)算廠商“放出”招芯片專家的崗位，誰(shuí)敢去？去干啥？再資深的HR一看崗位說(shuō)明，都懵了，就沒(méi)接觸過(guò)搞芯片的人。

軟件開(kāi)發(fā)周期何其快，硬件開(kāi)發(fā)周期何其慢。旁人都說(shuō)，這戀情看上去就不長(zhǎng)久。

老牌芯片公司一扭頭，眼角余光里都是質(zhì)（鄙）疑（視）。

云廠商只擅長(zhǎng)軟件，如何面對(duì)芯片?

云廠商面對(duì)的場(chǎng)景極其復(fù)雜，用芯片怎么搞定？

誰(shuí)出的題，這么難。

問(wèn)題是復(fù)雜中的復(fù)雜，需求是剛需中的剛需。

很抱歉文章科普得遲了，DPU是一種云上服務(wù)器的專用芯片。

這句話，有兩個(gè)關(guān)鍵詞，“云上服務(wù)器”和“專用芯片”。

先講，云上服務(wù)器。

云上服務(wù)器有些像公共澡堂，可以一個(gè)人用，也可以多人共用，麻煩都是“一起用”帶來(lái)的。

公共澡堂“一起用”，最好有隔板。我看你，你看我，這樣不文（安）明（全）。

可口可樂(lè)和百事可樂(lè)要在一朵云上，還能互相看文件，立馬就翻臉了，肥皂也不撿了。

那怎么辦？

答案是：得插DPU，而且是每臺(tái)服務(wù)器都得插。十萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，插十萬(wàn)張DPU。殺毒軟件是用軟件保護(hù)安全，DPU的作用之一是用硬件保護(hù)安全。

說(shuō)到安全，硬件比軟件更能打，這個(gè)就不贅述了。

再講，專用芯片。

提到專用芯片，挖礦炒幣賺到錢的人興奮了，搶著說(shuō)：“我最內(nèi)行?！币?yàn)椴煌募用茇泿?，要不同的礦機(jī)。礦機(jī)越對(duì)口，挖幣越賺錢。

金錢的銅臭味，告訴我們：專門的事情，讓專門的芯片去做。

現(xiàn)在還有爭(zhēng)議，但是未來(lái)，會(huì)看得清楚，DPU是云計(jì)算的標(biāo)配。

摩爾和登納德兩位老先生，無(wú)情指出“現(xiàn)實(shí)之無(wú)奈”，CPU成了最昂貴的“打工人”。

所以，DPU作為專用硬件，除了安全，還要來(lái)給CPU減負(fù)。

幾條街之外，都能聽(tīng)見(jiàn)DPU的嘮叨：“哎呦，CPU我的祖宗，快放下，您哪敢動(dòng)這，可不能把資源浪費(fèi)在網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)的負(fù)載上。”

CPU則說(shuō)：救救孩子吧。我太南了。

（CPU大聲呼救的原因是：CPU既要處理大量的上層應(yīng)用，又要維持底層軟件的基礎(chǔ)設(shè)施，還要處理各種特殊的IO類協(xié)議，不堪重負(fù)。）

把“負(fù)擔(dān)”從CPU上卸載下來(lái)，DPU將有望成為承接這些“負(fù)擔(dān)”的代表性芯片。

CPU也很高興DPU的出現(xiàn)，你行，你上呀。

的確，有人夸DPU是繼CPU和GPU之后的“第三顆”主力芯片。

不要因?yàn)轷r花和掌聲太多，就對(duì)DPU的能力有什么誤會(huì)。

CPU穩(wěn)坐“主咖”寶座，CPU可以當(dāng)DPU用，CPU也可以當(dāng)GPU用，但是反過(guò)來(lái)不成立。

DPU的事情CPU能做，但是，CPU比DPU昂貴老多了。牛刀太貴，殺雞的人自然不舍得。

云廠商想實(shí)現(xiàn)“一起洗澡（一起用）”，得靠虛擬化技術(shù)。虛擬化雖好，但是會(huì)引發(fā)一堆“糟心事兒”，比如性能損耗，甚至有人把這種損耗比喻成“交稅”，搞不定當(dāng)然多交稅。

這種損耗也相當(dāng)于，還沒(méi)有開(kāi)始洗澡，一半水在水管里就浪費(fèi)光了，肥皂沫都沒(méi)有來(lái)得及沖掉。

技術(shù)問(wèn)題越難，極客們?cè)脚d奮，不自覺(jué)揚(yáng)起了手里的小皮鞭。

虛擬化是DPU的精髓，虛擬化的歷史幾乎和計(jì)算機(jī)一樣悠久，是計(jì)算機(jī)科學(xué)史上最偉大的思想之一，造就了偉大的云計(jì)算技術(shù)和市場(chǎng)。

?“制造假象”“隱藏細(xì)節(jié)”（給上層應(yīng)用提供一種假象，降低上層應(yīng)用使用下層資源的復(fù)雜度）。

我們天天在用的操作系統(tǒng)，也是一種虛擬化的“思想”，是對(duì)硬件資源的虛擬化。

PC機(jī)的虛擬化，把計(jì)算的核心“變成”進(jìn)程。把存儲(chǔ)介質(zhì)“變成”文件系統(tǒng)。

云計(jì)算的硝煙戰(zhàn)火中，虛擬化這個(gè)噴涂了迷彩偽裝的彈藥庫(kù)，終于藏不住了。

（八）

說(shuō)它低調(diào)，誰(shuí)料想，DPU直接沖破了次元壁，在彈幕里打出“火鉗劉明”。

有人造出來(lái)DPU的時(shí)候，DPU還沒(méi)火，它們就是，阿里云的“神龍芯片”，亞馬遜云的“NitroSystem”。

兩者，都優(yōu)秀。

不僅造出來(lái)了，還規(guī)?；闷饋?lái)了。

不僅規(guī)?；?，在云的場(chǎng)景中收益還巨大了。

阿里云在國(guó)內(nèi)云計(jì)算廠商技術(shù)團(tuán)隊(duì)里是最拔尖的。

亞馬遜云在技術(shù)上從來(lái)沒(méi)讓人失望過(guò)（公關(guān)廣告投入就另說(shuō)了）。

他們?cè)霥PU的團(tuán)隊(duì)，猶如雄師過(guò)江，天翻地覆慨而慷。

自此，云廠商分成兩列縱隊(duì)：有DPU的，沒(méi)有DPU的。

中國(guó)男足，笑而不語(yǔ)，大比分落后，說(shuō)的就是那些沒(méi)有DPU的云廠商。

亞馬遜云和阿里云都是革命者，且心有靈犀，選了相同的技術(shù)方向。

云燦霞鋪，同是天涯得意人。

亞馬遜云的SA是解決方案架構(gòu)師（SolutionsArchitect），很能打，一言不合就秀（show）代碼，簡(jiǎn)直人人都匹敵創(chuàng)業(yè)公司CTO。

一位SA私下里告訴我：“簡(jiǎn)單來(lái)講，DPU就相當(dāng)于是把虛擬化不同的工作負(fù)載，下放到不同的卡上?！?/p>

留意“下放”這動(dòng)詞，得體會(huì)了一陣子，才想通。這個(gè)詞，用得妙啊，它背后的專業(yè)術(shù)語(yǔ)是“任務(wù)卸載”。

“Nitro是一張卡，把負(fù)載（Hypervisor虛擬層，存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)）都綁上去。也就是把影響虛擬化安全、性能、穩(wěn)定性的那些東西都裝進(jìn)板卡里去。”

“它不是一張卡，是一套卡。每張卡片有不同的目標(biāo)?！?/p>

“Nitro System之所以稱為是一個(gè)系統(tǒng)，它包含三個(gè)獨(dú)立的部分：Nitro 卡、Nitro 安全芯片和Nitro 管理程序。

以前嘴饞，必須自己會(huì)燒兩個(gè)小菜，但是，現(xiàn)成的API準(zhǔn)備好了。

不僅會(huì)燒菜，還會(huì)自創(chuàng)新菜。

學(xué)（搞）燒（創(chuàng)）菜（新），沒(méi)那么難。

因?yàn)镹itro系統(tǒng)是一個(gè)“基礎(chǔ)組件盒子”，有許多不同的組裝方式，從而使AWS能夠靈活設(shè)計(jì)和快速交付（EC2實(shí)例類型），計(jì)算、存儲(chǔ)、內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)都可以成為組合的選項(xiàng)。

選擇困難癥患者看到后，趕緊喝了一口咖啡，壓壓驚。

亞馬遜云員工也談到，這種做法能夠?qū)⒃朴?jì)算微服務(wù)架構(gòu)擴(kuò)展到硬件，方便“創(chuàng)新API”。

2017年的時(shí)候，愛(ài)看熱鬧的人，圍觀神龍MOC卡，但，萬(wàn)萬(wàn)沒(méi)有想到，圍觀的就是DPU。

一位阿里云異構(gòu)計(jì)算團(tuán)隊(duì)的員工私下里告訴我：“MOC可以理解為一臺(tái)小服務(wù)器。物如其名，卡上微系統(tǒng)（Micro-servicer On Chip）。但是，2021年，我們對(duì)外口徑統(tǒng)一用神龍芯片，不叫MOC卡?！?/p>

阿里云員工還說(shuō)：“對(duì)于神龍芯片的細(xì)節(jié)，公司希望對(duì)外少談。有不少人，在打聽(tīng)?！?/p>

2021年10月20日，神龍推出第四代，江湖人稱神龍4.0。

比起第三代神龍，關(guān)鍵性能指標(biāo)提升了多少呢？

說(shuō)兩個(gè)關(guān)鍵的，網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能指標(biāo)提升一倍以上，存儲(chǔ)關(guān)鍵性能指標(biāo)提升兩倍。

神龍4.0全球首次搭載大規(guī)模彈性RDMA高性能網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)延遲整體大幅降低。

RDMA作為網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，不是一個(gè)新技術(shù)，但是，阿里云彈性RDMA，讓RDMA這項(xiàng)技術(shù)，從高性能計(jì)算（HPC）這個(gè)小眾領(lǐng)域，走向公有云。

曾經(jīng)RDMA大規(guī)模組網(wǎng)的能力，是整個(gè)業(yè)界都解決不了的問(wèn)題。

彈性RDMA將對(duì)云原生微服務(wù)、無(wú)服務(wù)計(jì)算應(yīng)用的性能提升大有幫助，甚至是Java 中用Netty 網(wǎng)絡(luò)編程框架的應(yīng)用程序，都會(huì)從中受益。

2021年的秋天，張獻(xiàn)濤對(duì)我說(shuō)：“神龍芯片是目前業(yè)界最出色的DPU，沒(méi)有之一?！?/p>

DPU要才華有才華，要顏值有顏值，但是還有“兩大怪”。

一大怪，亞馬遜云和阿里云的DPU，不外賣。

DPU作為專用芯片，不要你懂，只要自己懂自己。

另一大怪，不少云計(jì)算廠商，一提自研DPU，就說(shuō)拜拜。

何況青云和UCloud上市了，也都在虧損。

更何況，造DPU，怎么著，得拍出三個(gè)億人民幣來(lái)。

（九）

村口的土墻上，刷上了白底紅漆的廣告語(yǔ)：

DPU，早擁有，早致富。

DPU，保安全。

DPU，隔離好。

DPU，省大錢。

一定得用，又沒(méi)錢自研，可以用英偉達(dá)的DPU呀。2020年，英偉達(dá)69億美金收購(gòu)Mellanox，劍指DPU。

可惜不是“量體裁衣”，用起來(lái)不稱手，很痛苦。有專家毫不留情地批評(píng)，對(duì)英偉達(dá)現(xiàn)有的feature（功能），都不滿意。

樹(shù)上葉子，綠了又黃，云計(jì)算廠商給博通公司提交的工單，在排隊(duì)。

北風(fēng)吹來(lái)，枝頭禿禿，工單仍在排隊(duì)。

阿里云和亞馬遜云的DPU都是2017年發(fā)布的。

事隔多年，有沒(méi)有哪家云廠商跟上了？

眾人搖頭，鴉雀無(wú)聲。

亞馬遜云和阿里云則可能會(huì)說(shuō)：“原諒我，沒(méi)忍住，笑出了聲”。

非公開(kāi)產(chǎn)品市場(chǎng)，急需“消息靈通人士”。

巧了，有一家著名的國(guó)內(nèi)云廠商，跑到客戶那里宣（吹）傳（牛），DPU不就是智能網(wǎng)卡嘛，我廠2012年就有了，比神龍和Nitro快多了。

懂行的客戶發(fā)出靈魂一問(wèn)，瞬間“社死”現(xiàn)場(chǎng)。

“你家DPU果真如此，那你為什么不用？”

吹牛牛逼癥，出現(xiàn)人傳人的現(xiàn)象了嗎？

又巧了，笑傲江湖的轉(zhuǎn)身，余下的DPU產(chǎn)品，要么停留在“并不怎么好用”的水平上。

要么只摸索著做了個(gè)原型出來(lái)，停留在驗(yàn)證概念（Proof of concept）的水平上。

中國(guó)男足，笑了笑說(shuō)，抱歉，打不開(kāi)局面。

球迷火了：“花了這么多錢，你想說(shuō)重在參與？”

太巧了，有人告訴“親愛(ài)的數(shù)據(jù)”，多家公司暗地里派出員工，天天找阿里云的人套話，這個(gè)為啥這樣做，那個(gè)接口為什么這么設(shè)計(jì)。

芯片的水很深，總會(huì)從供應(yīng)鏈拿到一些“內(nèi)部消息”，還有一家云廠商抄了好幾年，像素級(jí)別地抄，也沒(méi)有抄出個(gè)像樣的。

更糟糕的是，規(guī)模越做越大，快撐不下去了。

那些有DPU的云廠商，熱升級(jí)，多Happy，迭代速度嗖嗖滴。

那些沒(méi)有DPU的云廠商，可慘了，聽(tīng)說(shuō)其中一家，得一個(gè)月重啟一次服務(wù)器。

（曾以為重啟僅僅是文科生的常用操作，別問(wèn)我怎么知道的。）

DPU是朋友圈凡爾賽的神器。

云廠商發(fā)朋友圈，祝友商早日建成世界一流DPU。

意識(shí)到友商已經(jīng)建成世界一流DPU，默默刪掉上一條朋友圈。

Fungible公司在朋友圈寫下，2019年，我們定義了DPU。

樓下評(píng)論：“公司挺值錢，軟銀愿景基金大手筆投了?！?/p>

可惜，產(chǎn)品做得一般，對(duì)云計(jì)算的理解不到位，無(wú)法向其評(píng)論豎大拇指。

英特爾坐不住了，發(fā)布了IPU基礎(chǔ)設(shè)施處理器，來(lái)表達(dá)對(duì)“DPU”這件事情不同的看法。

希望朋友圈獲得高贊。

云廠商樓下依次排隊(duì)點(diǎn)贊，但內(nèi)心唏噓不已，DPU的世界，英特爾也不能一聲令下“一統(tǒng)江湖”了。

（十）

投資DPU，至少有兩個(gè)“不投”。

一不投，那些不熟悉云業(yè)務(wù)的需求的團(tuán)隊(duì)。

二不投，那些對(duì)軟硬件融合部分理解得比較粗淺的團(tuán)隊(duì)。

可惜，投資DPU這潭水，沒(méi)有水最混，只有水更混。

DPU身上有兩樁著名的冤案。在沒(méi)有DPU之前，SmartNIC（一種智能網(wǎng)卡）先一步問(wèn)世，給網(wǎng)絡(luò)減負(fù)。

第一印象最深刻。所以，有些人至今誤認(rèn)為，DPU就是SmartNIC。

SmartNIC是對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行加速，但解決的問(wèn)題比DPU小多了。

這時(shí)候，ETC自動(dòng)抬杠機(jī)（精）上線了：“你就回答我，DPU最基本的功能是不是一張網(wǎng)卡?”

哪怕是人民群眾，都對(duì)新聞里的“5G”“千兆光纖”耳熟，更別說(shuō)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)。

對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求越來(lái)越高了，云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)帶寬從主流的10Gbps，閉著眼睛，就朝著100 Gbps一路狂奔。

可惜的是，DPU雖然能給網(wǎng)絡(luò)幫上忙，但不是智能網(wǎng)卡。

當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品已有翻天覆地的變化，我們不妨叫它的新名字。

遺憾的是，沿著智能網(wǎng)卡的道路一意孤行，永遠(yuǎn)也到達(dá)不了DPU的綠洲。

不過(guò)，在“2021年智能網(wǎng)卡峰會(huì)”上大談特談DPU，也是特定時(shí)期的特色。

所有誤解，皆是云煙。

“智能網(wǎng)卡是不是DPU的必經(jīng)之路？先一步造智能網(wǎng)卡，做扎實(shí)了再做DPU這種思路，您怎么樣理解？”

電子工業(yè)出版社出版的《軟硬件融合：超大規(guī)模云計(jì)算架構(gòu)創(chuàng)新之路》一書的作者，原UCloud（優(yōu)刻得）云計(jì)算廠商芯片及硬件研發(fā)負(fù)責(zé)人黃朝波這樣認(rèn)為：

“站在功能的層次，肯定是從簡(jiǎn)入繁的過(guò)程，這個(gè)說(shuō)法是對(duì)的?！?/p>

轉(zhuǎn)折之后，往往是重點(diǎn)。

“站在實(shí)現(xiàn)的角度，這個(gè)說(shuō)法，值得商榷。智能網(wǎng)卡的路子，往往跟著英偉達(dá)（NVIDIA）的做法，先NIC，再SmartNIC，再SOC。網(wǎng)絡(luò)功能的實(shí)現(xiàn)，是定制ASIC（專用集成芯片）。然而，亞馬遜云和阿里云‘沒(méi)走尋常路’。從一開(kāi)始，就只有CPU來(lái)實(shí)現(xiàn)，再逐步加入各種加速?？傊?，這條DPU的演進(jìn)之路是，從CPU到DPU?！?/p>

正如前文所述，亞馬遜云和阿里云是相同的技術(shù)方向，走法卻不同。

你品，你細(xì)品：英偉達(dá)的技術(shù)路線是從定制加速，到通用。這和亞馬遜云和阿里云那種，從通用到加入定制，完全是兩個(gè)相反的技術(shù)演進(jìn)方向。

另一個(gè)冤案，是按字面意思理解DPU。

果然不能僅看表面。

DPU的全名，叫DataProcessing Unit，是數(shù)據(jù)處理器。自賽博開(kāi)天辟地，就有數(shù)據(jù)。

CPU不能處理數(shù)據(jù)嗎？GPU不能嗎？既然不是，那憑啥就你叫數(shù)據(jù)處理。

CPU和GPU攥緊了拳頭，強(qiáng)忍著扇耳光子的沖動(dòng)嚷嚷：“今天，誰(shuí)來(lái)都不好使?！?/p>

更別說(shuō)，《數(shù)據(jù)安全法》砸得門板咚咚直響：“臨時(shí)檢查，聽(tīng)說(shuō)，你們這里有數(shù)據(jù)，還是底層數(shù)據(jù)？”

這樣下去，保安拉起黃色警戒帶，場(chǎng)面恐怕要失控。

冤案掩蓋了難點(diǎn)。

DPU是軟件定義硬件，是用硬件適配軟件做加速，想懂DPU，要懂很多東西：芯片，系統(tǒng)軟件，計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，云計(jì)算服務(wù)，虛擬化。

兩個(gè)云廠商的成功故事，也淡化了難點(diǎn)。

投資人常聽(tīng)人說(shuō)：“阿里云和亞馬遜云的DPU都造出來(lái)了，留給創(chuàng)（中）業(yè)（國(guó)）者（隊(duì)）的時(shí)間不多了。”

2021年，一堆國(guó)產(chǎn)DPU公司接二連三拿到融資。

雙手一伸，數(shù)一下，云豹智能、益思芯、合肥邊緣智芯、星云智聯(lián)、青云半導(dǎo)體、大禹智芯、中科馭數(shù)、芯啟源、深存智能等。

DPU創(chuàng)業(yè)企業(yè)，存在于北京、上海、珠海等地。

公開(kāi)工商資料上可查的是，互聯(lián)網(wǎng)大廠也已刷刷出手：

騰訊投資，云豹智能。

美團(tuán)投資，星云智聯(lián)。

字節(jié)投資，云脈芯聯(lián)。

DPU的利好點(diǎn)很多，中國(guó)的云計(jì)算市場(chǎng)，是一個(gè)多云的市場(chǎng)。比如電信云為代表的行業(yè)云出現(xiàn)后，金融云、物流云等更多的行業(yè)云逐步涌現(xiàn)。

甚至?xí)小暗胤皆啤薄澳彻倭挪块T云”。

頭部的云計(jì)算廠商，不是DPU唯一的客戶。

再者，中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)專家曾估計(jì)，用于數(shù)據(jù)中心的DPU的量將達(dá)到和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器等量的級(jí)別，每年以千萬(wàn)級(jí)新增，算上存量的替代，5年總體的需求將突破兩億枚。

這一下就超過(guò)獨(dú)立GPU卡的需求量。

甚至可以說(shuō)，一臺(tái)服務(wù)器可能沒(méi)有GPU，但不能沒(méi)有DPU。

好比酒店每個(gè)房間都要有WIFI，否則前臺(tái)客服電話就會(huì)被打爆。

目之所及，一片形勢(shì)大好，欣（浪）欣（費(fèi)）向（金）榮（錢）。

實(shí)際上，小眾且專精的關(guān)鍵技術(shù)，難以一窺其全貌。

DPU存在的本質(zhì)，是解決傳統(tǒng)虛擬化應(yīng)用到云計(jì)算中的諸多問(wèn)題的。因?yàn)樵缙诘奶摂M化技術(shù)更多用在桌面系統(tǒng)，把傳統(tǒng)的用在桌面上的虛擬化直接搬來(lái)用，用起來(lái)不順手。

DPU設(shè)計(jì)的本質(zhì)和虛擬化緊密相關(guān)，是為了解決虛擬化帶來(lái)的“糟心事兒”（性能、資源、隔離方面等等）。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，虛擬化主要分成四種：CPU虛擬化，內(nèi)存虛擬化，網(wǎng)絡(luò)虛擬化，存儲(chǔ)虛擬化。唯有DPU才是從根本上解決傳統(tǒng)虛擬化應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心里面存在的缺陷的最后一站。

英特爾VT-x，只解決CPU虛擬化和內(nèi)存的問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)虛擬化和存儲(chǔ)虛擬化的問(wèn)題是個(gè)歷史遺留問(wèn)題，一直沒(méi)有得到有效的解決，尤其在云計(jì)算場(chǎng)景里。功能上能實(shí)現(xiàn)，但是性能、可擴(kuò)展性、隔離性老是處理不好。

部分問(wèn)題解決了，其他的怎么辦？

DPU來(lái)解決“其他的”，也就是說(shuō)，DPU是解決虛擬化短板的最后一站。

DPU是瞄準(zhǔn)了云計(jì)算里硬件虛擬化的真實(shí)痛點(diǎn)來(lái)做的。

這么強(qiáng)，那DPU到底都牽扯哪些技術(shù)？

這么說(shuō)吧，因?yàn)樯婕暗募夹g(shù)領(lǐng)域非常之廣，阿里云彈性計(jì)算負(fù)責(zé)人張獻(xiàn)濤說(shuō)：“為了神龍芯片，我?guī)缀鮿?dòng)員了阿里云全線的一流專家?！?/p>

可能在一些造CPU的人的眼里，造DPU比較簡(jiǎn)單。我CPU這么復(fù)雜都能造，玩轉(zhuǎn)DPU算降維打擊。

可是，DPU真的好造嗎？

如果不懂虛擬化，不懂系統(tǒng)軟件，不懂云計(jì)算的場(chǎng)景，光懂芯片就想做DPU，那么可以送出五個(gè)黑體大字：無(wú)知者，無(wú)畏。

DPU是多流派技術(shù)的集大成者，有軟件，有硬件，有計(jì)算，有網(wǎng)絡(luò)，有存儲(chǔ)，有虛擬化，有安全，有加速器，有驅(qū)動(dòng)，有框架，有應(yīng)用，精粹交織。

也許有一天，DPU會(huì)“號(hào)令”CPU（不是替代）。

最后，讓我們?yōu)槟切┱嬲募夹g(shù)革命者，起身致敬，鼓掌歡呼。

畢竟一次局部技術(shù)革命，可比一場(chǎng)球賽更帶勁兒。

“帶球隊(duì)員距球場(chǎng)小禁區(qū)還有幾步之遙，隊(duì)友在不遠(yuǎn)處大喊，傳中！傳中！守門員面色一動(dòng)，似乎在猶豫。抓住機(jī)會(huì)，小角度大力抽射，破門！”

“還愣著干啥，進(jìn)球了，鼓掌啊?！?/p>

（完）

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