玩轉雲端 | 算力基礎設施升級，看天翼雲紫金DPU顯身手！

數字時代下，算力成為新的核心生產力，傳統以 CPU為核心的架構難以滿足新場景下快速增長的算力需求，具備軟硬加速能力的DPU得以出現並快速發展。天翼雲憑藉領先的技術和豐富的應用實踐自研 紫金 DPU， 打造為雲而生的全新一代雲端計算體系結構，助力算力基礎設施升級，賦能海量算力高效釋放。

 

傳統資料中心裡，所有的資料處理都依賴於 CPU的通用計算能力，近10年來，資料頻寬增長超過10倍，然而因為摩爾定律的失效，CPU的主頻幾乎沒有增長，給算力基礎設施的發展帶來了極大挑戰。

 

 

 

雲端計算要實現虛擬化管理需要依託眾多虛擬化和管理元件，這會大量佔據伺服器主機的 CPU和記憶體資源，帶來巨大的算力消耗，形成高額的算力稅。然而即便如此，基於CPU通用計算能力、以純軟體來實現的虛擬化元件，整體效能仍無法滿足客戶日益增長的資料處理需求。且國產化晶片架構、作業系統種類繁多，複雜的適配工作會耗費大量的人力和時間成本，新型高效能運算架構勢在必行。

 

天翼雲作為雲服務國家隊，積極應對算力挑戰，自研紫金 DPU，透過虛擬化元件解除安裝、多種業務硬體加速以及自研三棧合一高效能網路協議，打造 高效能、低延時、高可靠性並且可大規模部署 的環境，助力算力基礎設施升級。

 

 

 

天翼雲紫金 DPU採用SOC+FPGA架構，依託FPGA強大的處理效能和靈活的可程式設計能力，對多種應用進行加速。

 

 

 

對於客戶使用的虛擬網路和儲存裝置，其後端都是透過 DPU硬體來實現。天翼雲紫金DPU透過硬體DMA提供超強效能和超低時延；透過硬體模擬提供數以千計的pvf裝置和queue資源， 充分滿足虛機容器等場景下大量虛擬裝置的應用需求。

 

對於虛擬網路、虛擬儲存業務，天翼雲實現了 DPU解除安裝加速。虛擬網路的控制面，包括vnet的agent和OVS的控制面，以及資料面Slowpath都執行在DPU的SOC上；慢速路徑處理後生成的fastPath，則全部被解除安裝到DPU的硬體上。除首包需要上送到軟體之外，後續報文都可以 直接透過硬體處理來進行加速。

 

對於儲存業務，控制面的建鏈也是透過 DPU的SOC來實現的。SOC完成建鏈後，會將連線資訊以及雲盤的後設資料資訊等都更新到FPGA硬體裡面，之後的儲存IO硬體能夠直接處理，無需再透過SOC。除了支援基礎的儲存IO解除安裝加速外，紫金DPU還支援部分應用加速，例如EC糾刪碼計算、資料壓縮、儲存object hash值計算等操作。透過硬體解除安裝加速，天翼雲的 儲存業務可以為客戶提供極-致的效能。

 

此外，天翼雲還開創性的推出三棧合一的傳輸層網路協議棧，即 SF-Stack，Super fusion超融合協議棧，在底層提供統一的傳輸層介面，支援傳輸協議的動態選擇和切換，上層應用只需要關注業務邏輯，無需關注傳輸層，做到簡單易用、超高效能、超高可靠。AZ內資料傳輸採用RDMA傳輸協議，跨AZ的傳輸首-選使用者態的TCP協議，實現極-致效能，同時該協議還保留了 可靠性更高的核心態 TCP，作為故障發生時的最後兜底手段。

 

最後，依託於 DPU的物理隔離，天翼雲紫金DPU將虛擬化元件和DPU一起作為一個整體，實現了不同算力、不同架構、不同系統即插即用，支援市面上大多數不同架構的主流晶片， 真正做到了一雲多芯， 助推國產算力基礎設施生態發展。

 

 

 

依託全新的紫金架構，天翼雲實現了伺服器虛擬化接近零損耗，助力算力全面釋放，推動整個算力基礎設施運營效率大幅提升，為客戶帶來更優的使用體驗。

 

▍ 在虛擬網路轉發方面，透過 DPU解除安裝加速，曾經需要十餘個宿主機CPU才能實現的2000萬pps提升至4000多萬， 提升了超 100%；

 

▍ 在儲存方面，透過硬體 RDMA加速，配合天翼雲自研擁塞控制演算法，IOPS能力從60萬提升至200萬， 提升了超 200%；

 

▍ 在 時 延方面，紫金 DPU使網路時延降到了原來的 四分之一。

 

在數字經濟飛速發展的當下， DPU作為新的藍海賽道，具有巨大的探索空間及應用價值。天翼雲將繼續堅持科技創新，挖掘DPU的更多潛力與可能，推動資料中心向高效率、高擴充套件、高頻寬、高靈活性發展，為數字中國建設鑄牢雲底座。