在NVIDIA BlueField DPU上运行VMware vSphere，原来有这些好处！ 原创

随着摩尔定律逼近极限，CPU性能增长乏力，而数据和算力却呈现爆发式增长，这使得原本的主力处理器芯片负载过重，DPU就是为了解决这一矛盾而诞生的。

2020年，NVIDIA在GTC战略发布中将DPU定义为“第三颗主力芯片”，行业自此进入蓬勃发展期。作为主力芯片新物种，DPU市场空间正快速扩张。

NVIDIA网络市场总监孟庆告诉记者，DPU将在数据中心中扮演非常重要的角色。数据流量越大越需要DPU，助力数据中心更高效的应对多元化的算力需求，提高整个数据移动的效率，能够更好地支撑未来科学计算、人工智能、机器学习需要大规模数据搬运和计算的工作负载。

例如随着云原生的发展，云原生超级计算应运而生，DPU在其中会发挥重要作用。NVIDIA认为，在现代化、安全加速数据中心中，DPU已成为其重要组成部分。CPU、GPU和DPU结合，可构成完全可编程单一AI计算单元，提供前所未有的安全性和算力。

四大挑战催生DPU

在NVIDIA网络技术专家崔岩看来，当前数据中心面临四大挑战：

由于人工智能、科学计算、应用复杂工作负载，使得现代应用程序持续产生和处理大量的数据，这对数据中心的性能和数据的处理能力提出了巨大的挑战。

过去应用程序是以单一方式运行在数据中心服务器上面，现在很多应用程序变成了分布式微服务方式给客户提供相应的服务，这对数据中心基础设施运营提出比较大的挑战。

CPU受摩尔定律发展的限制，性能提升循环。由于CPU需要管理基础设施相关服务和操作，所以这会消耗CPU的内核和相应的资源。

东西向流量不断增加，安全攻击面成为威胁。应用程序的分布式部署产生相应的数据流的数据交互，这会导致存在跨服务器或者数据中心内部的横向攻击。如果安全策略或者安全方式模型不能有效抵御这种攻击，就会造成比较大的威胁。

在这种情况下，DPU可以将RDMA、加解密、虚拟化、存储加速等从原来的CPU中进行卸载，解决传统数据中心面临的痛点。

孟庆表示，NVIDIA BlueField DPU与市面上的其他DPU不太一样，更加强调硬件的可编程性和与GPU之间的联动，打造端到端的解决方案。

DPU与vSphere的协同创新

为了更好地应对这些挑战，NVIDIA与VMware展开了合作，其中VMware vSphere 8通过将DPU（数据处理器）与CPU和GPU相结合，开创了异构计算的新时代，支持所有企业都能获得现代基础架构。

崔岩表示，基于NVIDIA BlueField DPU，vSphere可以简化基础设施和工作负载管理、提高基础设施运行效率、借助零信任安全模式加强基础设施安全性。

在上个月举行的VMware Explore大会上，NVIDIA、VMware和戴尔联合发布Project  Monterey平台。Project  Monterey将vSphere 8企业工作负载平台和NVIDIA BlueField DPU进行结合，运行在戴尔Power Edge服务器或VxRail超融合架构一体机，为未来的AI和现代应用程序工作负载重新构建一个现代的数据中心。

崔岩解释说，传统基础架构中，基础设施管理、存储、安全、网络都是由CPU承担，这会消耗相应计算资源，导致虚拟机和容器支持的数量和能力受限。“ 当采用了NVIDIA  BlueField  DPU之后，CPU可以零介入基础设施的部分，上述讲的四大功能就卸载到了DPU。”

在VMware vSphere 8中，Cloud  Foundation云基础架构组件和NVIDIA BlueField DPU进行比较好的结合，可以把vSphere 8的一些功能卸载、加速和隔离到NVIDIA BlueField DPU，简化云和边缘环境的管理。

NVIDIA BlueField DPU也支持VMware NSX下一代防火墙技术，包括入侵检测、入侵防御等安全策略功能，由于NVIDIA BlueField DPU的介入会在主机CPU和DPU之间形成一个隔离层，保障主机内部的安全性。如果有主机上层被应用程序进行黑客攻击，它不会通过隔离层、DPU攻击到其他服务器。所以，这会对多租户、多虚机环境有很有效的帮助。

未来，NVIDIA BlueField DPU还会支持vSAN数据存储功能、主机管理服务，将原来需要CPU干预介入的基础设施操作卸载到NVIDIA BlueField DPU。这将和VMware整个多云架构、企业应用有更加紧密的解决方案，能够让企业用户直接采用，享受NVIDIA BlueField DPU带来的性能上的回报。

通过NVIDIA BlueField DPU节省主机CPU内核，等同于节省了22%的主机CPU内核消耗，使服务器性能效率得到了提升，可将释放出来的CPU内核运行应用程序，并在三年的生命周期中提供5倍的投资回报。

有数据显示，780台安装有NVIDIA BlueField DPU的服务器，相当于1000台安装有标准智能网卡的服务器，每台服务器的TCO可节省8200美元，3年内通过提升效率可节省180万美元。

目前，大家可以通过NVIDIA LaunchPad申请试用VMware的vSphere8和NVIDIA BlueField DPU。

同时，2022年秋季NVIDIA DPU中国黑客松竞赛也将启动，10月19日赛前线上训练营也将开启。今年大赛的题目是“使用NVIDIA BlueField DPU和NVIDIA DOCA实现RDMA加速的存储与AI解决方案”，基于 InfiniBand 网络来实现对存储和人工智能应用的加速，同时将这种低延迟、高性能的IO能力聚焦到一些行业应用场景中，比如金融的高频交易等。

届时会有本地评委和国际评委从训练营参与度、项目完成度、项目创新价值及题目匹配度、现场演示效果等五个维度对他们的比赛结果进行评分。

崔岩说，开发者掌握相应的开发技能，通过参加竞赛，他们可以进行实操体验，了解数据中心里基础设施如何加持未来应用和场景发展。“在上一届黑客松比赛中就涌现了很多在NVIDIA BlueField DPU和DOCA上构建创新应用的学生团队，他们不但掌握基础开发技能，而且还能够通过创新的想法在上面构建自己的加速应用或者框架。”

总之，NVIDIA DPU中国黑客松最大的价值就是让开发者有机会深入了解NVIDIA BlueField DPU和NVIDIA DOCA软件框架，并构建创新的加速应用程序，实现 NVIDIA BlueField DPU在人工智能、网络、存储和安全方面的独特功能，驱动 NVIDIA BlueField DPU在各行业应用场景中的广泛应用。参与活动的团队和开发者不但可以学习到相关的知识和技能，还可以构建以DPU技术应用为核心的人际网络，并与NVIDIA专家进行交流，更有助于将创新想法变成现实。