芯启源SmartNICs第四代架构将有什么变化

为期三天的全球首届智能网卡高端行业峰会(SmartNICs Summit)在美国硅谷正式召开。英特尔(Intel)、超威半导体(AMD) 、英伟达(NVIDIA)等国际知名企业出席本次峰会，芯启源Corigine也受邀参与峰会主旨演讲，并将在峰会上首次对外公开“SmartNICs第四代架构”。

在过去几年中，谷歌(Google)、脸书(Facebook)和微软(Microsoft)等超大规模企业迎来了特定领域计算需求的时代。目前在中国经济、科技高速发展的大背景下，我国高性能计算、5G、云原生、网络安全、边缘云等DPU典型适配场景发展迅猛。以前来自单一供应商基于FPGA或单片组件的智能网卡(SmartNIC)已经不能满足此类供应商的不同领域特定要求，业界对于SmartNIC的定义也在不断丰富，首届SmartNICs Summit应运而生芯启源即将在峰会上发布的“SmartNICs第四代架构”白皮书就将介绍第四代SmartNICs架构的基本原理。

芯启源SmartNICs

第四代架构将有什么变化?

近年来，业界对于SmartNIC的讨论不断增多，全球范围内的产品逐渐增加，国际巨头例如英伟达、英特尔都有自己的相关产品，芯启源副总裁Jim Finnegan介绍：“智能网卡(SmartNIC)最重要的特性是可编程性，因为智能网卡(SmartNIC)必须具有灵活性和易用性来处理当前和未来的网络工作负载。”Jim表示，“为了使功能和性能达到当前的第四代智能网卡(SmartNIC)的需求，我们对SmartNIC第四代架构作了新的总结：虚拟化，独立于服务器主机;支持大规模并行处理的MIMD架构;能够支持200Gbps速度的多个链路;可编程性和灵活性等。”

芯启源第四代SmartNIC架构考虑到了一些附加属性，包括：可扩展性，用以支持400Gbps及以上的性能目标;低功率且具有成本效益;可编程性，适应不同用户、行业及应用场景的定制化需求等。据了解，芯启源第四代智能网卡(SmartNIC)将基于Chiplet技术，达到200/400 Gbps (800 Gbps) 的性能水平。第四代SmartNIC将允许在较低级别进行更多状态处理，并支持外部 AI/存储加速而不需要服务器参与。

高性能、低成本、可编程

芯启源智能网卡(SmartNIC)是基于NP核心，以DPU芯片制作的新一代网卡，采用SOC模式进行芯片设计，多线程的梳理模式可以对标ASIC芯片的数据处理能力。在高性能数据处理的同时，具备灵活的网络协议支持能力，可以卸载3-7层网络信令。

通过卸载数据处理业务至DPU智能网卡(SmartNIC)，可以大大缓解数据中心和SDN网络对宝贵的CPU算力资源的依赖，在同样业务规模下，将极大的降低服务器投资成本，减少数据中心用电规模、机房空间需求和CO2 排放量，助力企业实现节能键盘和“双碳”目标。

芯启源研发副总裁Steve Zagorianakos在峰会中表示，第四代智能网卡(SmartNIC)具备灵活高效的可编程能力，支持P4C语言等高级编程语言的混合编程能力，帮助客户实现网络数据面的定制化需求，快速实现负载均衡、防火墙、云网关等功能，以及实现网络遥测Telemetry应用，面向数据平面的在线诊断以及可视化需求。

虽基于FPGA的智能网卡具有一定基于VHDL等底层编程能力，但编程空间小、语言难度高、程序效率低。因此对比其他基于FPGA的智能网卡，芯启源智能网卡的可编程能力具备灵活、高效、快速落地的优势。

开源共享 软件生态

芯启源具有完全自主知识产权的DPU芯片，基于成熟的众核IXP NP架构，其内部结构主要包括硬件协处理器、流处理器FPC、PCIe主机接口模块以及内外部高速缓存和内存接口组成。下一代NFP7000芯片则基于Chiplet技术,在芯片封装层面采用互联互通的统一标准，不仅支持芯启源NFP芯片的die-to-die互联封装，还能够实现异厂家多芯片异构集成。

芯启源智能网卡基于独特的、可扩展的“多核”芯片SoC架构，兼具了FPGA高效、灵活可编程和专用处理器芯片(ASIC)低成本、低功耗的优势，解决方案推出之初就对标国际一流水平，与Linux社区达成深入合作，贡献了大量优秀开源项目;智能能网卡的驱动和网卡固件在Github社区开源共享，并且通过Linux官方社区定期更新产品驱动和固件，致力于构建国内首个从芯片到网卡、从固件到驱动的全栈自主可控的DPU产品和软件生态。

DPU——解决云安全问题的新机遇

目前芯启源智能网卡的核心是DPU芯片，目前国内外市场对DPU产品的需求是高度统一的，重点着力于解决云数据中心面临的三个核心问题：性能(scale-up)，规模(scale-out)能耗(power);解决后摩尔定律时代带宽与计算性能的增速失调问题，提升云数据中心的盈利能力以及大幅度提升云数据中心的网络处理能力和存储能力和加解密安全能力。

DPU应具备灵活可编程以及高度可扩展性，从而能够广泛适应不同行业，领域客户的定制化需求，适用于多种产品形态及解决方案，能够快速响应各类客户的定制化以及国产化需求，提供最具效率和专业的定制化服务，并结合DPU生态，广泛吸纳各行业，产业的客户共同构建生态圈，持续不断的满足客户的各类定制化需求。

中国的网络安全市场是一个千亿级体量的市场，芯启源的DPU芯片及其系列产品广泛应用并赋能中国的网络安全，如防火墙，下一代防火墙，UTM，固网分流器等网络安全设备;基于芯启源DPU芯片及TCAM芯片卸载相关网络处理，安全加解密处理，支持超大容量规则及高性能;以及基于芯启源DPU系列智能网卡(SmartNIC)打造下一代虚拟化防火墙，分布式IPS/IDS，微隔离微分段等产品。目前包括深信服，天融信，启明星辰等国内网络安全头部厂商均与芯启源有相关领域的合作在进行。

芯启源创始人、董事长兼CEO 卢笙

“在过去的两年间，芯启源一直致力于DPU芯片及智能网卡相关产品的研发。目前基于第三代架构的新一代芯启源智能网卡搭载了基于众核NP-SoC架构的DPU芯片，可实现高效且灵活的网络报文处理，同时还具有低能耗、高性能及灵活度、极强的可编程性等特点。自2021年，芯启源与中国移动苏州研究院，中国移动集团研究院及浙江移动等商用项目落地，同时随着第四代架构的提出，芯启源DPU及智能网卡系列产品将提供高度可编程性，以及极度灵活的可扩展性，使其能够适应于各个应用场景，满足不同行业客户的定制化需求。”

关于芯启源

芯启源创立于2015年，拥有一支在芯片领域已深耕了近30年的研发和管理团队，研发中心遍布美国硅谷、英国、南非和中国的上海、北京、南京、武汉等地。芯启源致力于集成电路核心知识产权(IP)、芯片的设计研发、EDA仿真与验证、生产及销售，提供最优的芯片及IP解决方案。作为拥有自主知识产权的智能网卡产品和技术供应商，芯启源目前研发并量产了基于独特的、可扩展的“多核”芯片SoC架构的智能网卡，兼具了FPGA高效、灵活可编程和专用处理器芯片(ASIC)低成本、低功耗的优势，是目前技术国际领先的DPU芯片设计企业。

原文标题：全球首届智能网卡峰会|芯启源发布“SmartNICs第四代架构”

文章出处：【微信公众号：芯启源】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

审核编辑：汤梓红