DPU行業(yè)市場分析

DPU行業(yè)市場分析1DPU有望成為“第三顆主力芯片”1.1算力提升與數(shù)據(jù)增幅呈現(xiàn)剪刀差，DPU需求凸顯算力提升與數(shù)據(jù)增幅呈現(xiàn)剪刀差，DPU可有效減少算力損耗。在當前數(shù)據(jù)增幅大幅提升的大背景下，CPU性能的增速減緩，成本大幅增加，算力供給與需求形成剪刀差，CPU性能提升的難題亟待解決，以DPU為代表的異構(gòu)計算具備將部分通用功能場景化、平臺化的特點，實現(xiàn)算法加速并減少CPU功耗，有助于運營商、云計算廠商和互聯(lián)網(wǎng)廠商對數(shù)據(jù)中心的升級改造，減少高達30%的數(shù)據(jù)中心算力稅。DPU（數(shù)據(jù)處理芯片DataProcessUnit）被認為是繼CPU和GPU之后的“第三顆主力芯片”。DPU（DataProcessingUnit）是新近發(fā)展起來的一種專用處理器。2020年NVIDIA公司發(fā)布的DPU產(chǎn)品戰(zhàn)略中將其定位為數(shù)據(jù)中心繼CPU和GPU之后的“第三顆主力芯片”。隨著芯片業(yè)制造工藝的不斷精進，以及數(shù)字化技術(shù)如AI的發(fā)展，芯片行業(yè)不斷推陳出新。DPU作為新型芯片的一種，它的出現(xiàn)是異構(gòu)計算的一個階段性標志。DPU是以數(shù)據(jù)處理為核心的專用數(shù)據(jù)處理單元，是對傳統(tǒng)計算資源的網(wǎng)絡、安全和存儲的卸載平臺。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心以CPU為主要數(shù)據(jù)處理單元，通常龐大的基礎(chǔ)架構(gòu)的運行已占據(jù)相當一部分CPU核，給數(shù)據(jù)處理任務帶來非常大的挑戰(zhàn)。發(fā)展背景：2013年雛形已現(xiàn)，2020年迎來行業(yè)認可DPU其實在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)孕育已久，從早期的網(wǎng)絡協(xié)議處理卸載，到后續(xù)的網(wǎng)絡、存儲、虛擬化卸載。根據(jù)摩天輪數(shù)據(jù)，Amazon的AWS早在2013年研發(fā)了Nitro產(chǎn)品，將數(shù)據(jù)中心開銷（為虛機提供遠程資源、加密解密、故障跟蹤、安全策略等服務程序）全部放到專用加速器上執(zhí)行。Nitro架構(gòu)采用輕量化Hypervisor配合定制化的硬件，將虛擬機的計算（主要是CPU和內(nèi)存）和I/O（主要是網(wǎng)絡和存儲）子系統(tǒng)分離開來，通過PCIe總線連接，節(jié)省了30%的CPU資源。2016-2017年，阿里云就提出X-Dragon系統(tǒng)架構(gòu)，其核心是MOC卡，且有比較豐富的對外接口，也包括了計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡資源。MOC卡的核心X-DragonSOC，統(tǒng)一支持網(wǎng)絡，I/O、存儲和外設的虛擬化，為虛擬機、裸金屬、容器云提供統(tǒng)一的資源池。根據(jù)網(wǎng)易、芯東西數(shù)據(jù)，2019年，美國一家初創(chuàng)公司Fungible推出產(chǎn)品F1DPU，第一次提出了DPU的概念。2020年10月，英偉達將基于Mellanox方案的SmartNIC命名為DPU，重新定義了DPU的概念。2020年，英偉達公司發(fā)布的DPU產(chǎn)品戰(zhàn)略中將其定位為繼CPU和GPU之后數(shù)據(jù)中心的“第三顆主力芯片”，掀起了行業(yè)熱潮。1.2以降本增效為目標，DPU直擊行業(yè)痛點DPU要解決的核心問題是基礎(chǔ)設施的“降本增效”，即將“CPU處理效率低下、GPU處理不了”的負載卸載到專用DPU，提升整個計算系統(tǒng)的效率，降低整體系統(tǒng)的總體擁有成本（TCO）。CPU資源負載過大為行業(yè)痛點，智能網(wǎng)卡（SmartNIC）為DPU前身。在通信領(lǐng)域，伴隨著5G、云網(wǎng)融合時代的到來，以及虛擬交換等技術(shù)的引入，基于服務器的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)平面的復雜性急劇增加。海量的數(shù)據(jù)搬運工作被CPU承擔，導致網(wǎng)絡接口帶寬急劇增加，CPU資源負載過大，大大影響了CPU將計算能力釋放到應用程序中，為了提高主機CPU的處理性能，SmartNIC（智能網(wǎng)卡）將部分CPU的網(wǎng)絡功能（如IP分片、TCP分段等）轉(zhuǎn)移到網(wǎng)卡硬件中，起到了加速運算的目的，其可視為DPU的前身。新一代的DPU的優(yōu)勢在于不僅可以作為運算的加速引擎，還具備控制平面的功能，可以更高效的完成網(wǎng)絡虛擬化、I/O虛擬化、存儲虛擬化等任務，并徹底將CPU的算力釋放給應用程序。功能方面,DPU具備集成基礎(chǔ)業(yè)務、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)加速、零信任保護、算存分離等多種功能?？捎行Ы鉀Q當前CPU算力無法完全作用到應用程序，數(shù)據(jù)處理速度慢，授信導致的數(shù)據(jù)泄露，存儲方案兼容性差等諸多問題。具體來說：1.DPU實現(xiàn)了業(yè)務與基礎(chǔ)設施的操作分離。DPU將基礎(chǔ)設施任務從CPU轉(zhuǎn)移至DPU，釋放CPU的資源，使更多的服務器CPU核可用于運行應用程序，完成業(yè)務計算，從而提高服務器和數(shù)據(jù)中心的效率。2.DPU卸載網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，實現(xiàn)性能提升。DPU針對云原生環(huán)境進行了優(yōu)化，提供數(shù)據(jù)中心級的軟件定義和硬件加速的網(wǎng)絡、存儲、安全和管理等服務。根據(jù)程序員客棧數(shù)據(jù)，紅帽RedHat的容器化云平臺即服務(PaaS)0penShift上，借助DPU優(yōu)化數(shù)據(jù)中心資源利用率，將網(wǎng)絡相關(guān)的數(shù)據(jù)處理（如VxLan和IPSec等）卸載到DPU加速執(zhí)行，在25Gb/s網(wǎng)絡條件下，OpenShift部署DPU用來加速，可以只用1/3的CPU占用率來達到25Gb/s性能，而在100Gb/s網(wǎng)絡條件下，未部署DPU的場景將達不到100Gb/s網(wǎng)絡線速，DPU可以帶來10倍的性能優(yōu)勢。3.DPU可以提供零信任安全保護，零信任(ZeroTrust)是一種以安全性為中心的模型，其基于以下思想︰企業(yè)不應對其內(nèi)外的任何事物授予默認信任選項。零信任可以減少數(shù)據(jù)泄露、拒絕未授權(quán)的訪問，因此在數(shù)據(jù)安全方面價值很大。方式：DPU通過將控制平面由主機下放到了DPU，來為企業(yè)提供零信任保護，實現(xiàn)主機業(yè)務和控制平面的完全隔離，數(shù)據(jù)將無法進行穿透，保證安全性。DPU的出現(xiàn)相當于為每個服務器配備了一臺“計算機前的計算機”，以提供獨立、安全的基礎(chǔ)設施服務，并與服務器應用域安全隔離。如果主機遭受入侵，安全控制代理與被入侵主機之間的DPU隔離層可防止攻擊擴散至整個數(shù)據(jù)中心。這樣DPU就解決了企業(yè)不愿直接在計算平臺上部署安全代理的情況。通過在完全隔離于應用程序域的DPU上部署安全代理，企業(yè)不僅能獲得對應用程序工作負載的可見性，還能在其基礎(chǔ)設施中執(zhí)行一致的安全策略。4.DPU助力實現(xiàn)“算存分離”，BlueFieldSNAP技術(shù)方案通過在服務器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)入口處引入計算資源，在DPU上獨立實現(xiàn)面對應用需求的存儲方案，幫助存儲廠商在數(shù)據(jù)中心中低成本地靈活部署、升級高級存儲協(xié)議，而完全不需要對現(xiàn)有軟件棧進行任何更改。存儲廠商可以把自家團隊為各行業(yè)應用開發(fā)的開放系統(tǒng)的直連式存儲(DAS)、縱向擴展(Scale-up)、橫向擴展(Scale-out)、超融合架構(gòu)(Hyperconverged)等存儲解決方案，零開銷地推廣到各個應用領(lǐng)域的現(xiàn)有業(yè)務處理平臺和數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)中，而所有的安全加密、數(shù)據(jù)壓縮、負載均衡等復雜又必須的功能則完全由DPU透明地卸載。存儲行業(yè)的革新算法和實現(xiàn)，可以在DPU架構(gòu)中，獨立于服務器操作系統(tǒng)進行部署。DPU技術(shù)幫助存儲廠商實現(xiàn)真正的“算存分離”，完全發(fā)揮自家產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢，打通最高效服務應用需求的通路。1.3依托智能網(wǎng)卡化繭成蝶，F(xiàn)PGA及混合架構(gòu)路線為主流SmartNIC可以被看作DPU的前身，包含基于多個CPU內(nèi)核的ASIC和基于FPGA的智能網(wǎng)卡等類型。隨著技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)PGA、ASIC和SoC也在相互融合，它們之間的界限越來越模糊。例如，隨著FPGA的發(fā)展，現(xiàn)在很多FPGA內(nèi)部集成了硬核，這種硬核就是傳統(tǒng)意義上的ASIC；從硬件可編程的角度來看，SoC與FPGA相反，它可以看作ASIC，這里的ASIC主要指硬件不可編程，而不是單指特定功能芯片。NIC代表網(wǎng)絡接口卡。實際上，NIC是一種插入服務器或存儲盒以連接到以太網(wǎng)網(wǎng)絡的PCIe卡?；贒PU的SmartNIC超越了簡單的連接，在基礎(chǔ)NIC的情況下，在NIC上實現(xiàn)了CPU必須執(zhí)行的網(wǎng)絡流量處理?；贒PU的SmartNIC可以是基于ASIC、FPGA和SoC的。在這些不同的路線之間，在成本、編程的易用性和靈活性方面存在各種權(quán)衡。1）ASIC具有成本效益，可能提供最佳性價比，但靈活性有限?；贏SIC的NIC，如NVIDIAConnectX-5，可以具有相對簡單的可編程數(shù)據(jù)路徑。最終，該功能基于ASIC中定義的功能而受到限制，這可能會阻止支持某些工作負載。2）相比之下，F(xiàn)PGANIC（如NVIDIAInnova-2Flex）具有高度可編程性。只要有足夠的時間和精力，就可以在可用門的約束范圍內(nèi)相對高效地支持幾乎任何功能。然而，眾所周知，F(xiàn)PGA編程困難且價格昂貴。3）對于更復雜的用例，SOC（如MellanoxBlueFieldDPU–可編程智能網(wǎng)卡）提供了似乎是最好的基于DPU的SmartNIC實現(xiàn)選項：良好的性價比、易于編程和高度靈活。1.4DPU核心價值在于算力的卸載釋放與擴展，異構(gòu)算力互聯(lián)推動DPU多領(lǐng)域高速發(fā)展DPU的核心價值在于算力的卸載、釋放與擴展。1.算力卸載：即利用DPU集成一部分數(shù)據(jù)處理的基本功能，然后將這些功能從CPU中卸載下來，以提升CPU針對部分應用的算力。DPU的部分價值體現(xiàn)在節(jié)省這部分算力的成本-DPU自身的成本。因此DPU節(jié)省的算力越多，或DPU的成本越低，其帶來的價值越高。與此同時，由于DPU的專用化，DPU將部分涉及網(wǎng)絡、存儲、安全、管理相關(guān)的控制功能卸載之后，還將使得業(yè)務性能得以提升，因此DPU的另一部分價值在于其可為業(yè)務節(jié)省的時間與使用體驗。根據(jù)技術(shù)鄰數(shù)據(jù)，在大型數(shù)據(jù)中心的場景之中，DPU的算力卸載功能可用于減少數(shù)據(jù)中心稅。由于在數(shù)據(jù)中心流量處理占了計算30%的資源，AWS將這些還未運行業(yè)務程序，先接入網(wǎng)絡數(shù)據(jù)就要占去的計算資源稱為“數(shù)據(jù)中心稅（DatacenterTax）”。在數(shù)據(jù)安全場景中，DPU由于其獨立、安全的架構(gòu)，可將部分加密、解密算法固化在DPU硬件之中，以物理隔離的方式解決用戶在海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)安全問題，為外部網(wǎng)絡業(yè)務租戶之間提供額外的安全層。2.根據(jù)中國信通院數(shù)據(jù)，算力釋放：算力釋放無需CPU介入多次訪問內(nèi)存和外設，避免不必要的數(shù)據(jù)搬運，拷貝和上下文的切換，直接在網(wǎng)卡硬件上對數(shù)據(jù)完成處理并交付給最終消費數(shù)據(jù)的應用。傳統(tǒng)以CPU為中心的計算機體系結(jié)構(gòu)在處理數(shù)據(jù)的過程中需要多次在內(nèi)核和應用之間拷貝和訪問數(shù)據(jù)，帶來的是極大的性能損耗。以數(shù)據(jù)為中心的DPU架構(gòu)則可以有效改善CPU過度參與數(shù)據(jù)處理的問題，在數(shù)據(jù)處理的過程中不需要CPU參與，直接將數(shù)據(jù)送達應用、相關(guān)的GPU或者存儲設備，能夠有效避免性能瓶頸和由于CPU負載過大而引發(fā)的異常。DPU架構(gòu)和技術(shù)，使服務器上運行的業(yè)務應用和操作系統(tǒng)內(nèi)核，用簡單的本地存儲訪問API，就能實現(xiàn)對分布式、超融合或軟件定義存儲系統(tǒng)的高效透明訪問。存儲廠商可以把為各行業(yè)應用開發(fā)的直連式存儲(DAS)、縱向擴展(Scale-up)、橫向擴展(Scale-out)、超融合架構(gòu)(Hyperconverged)等存儲解決方案，零開銷地推廣到各個應用領(lǐng)域的現(xiàn)有業(yè)務處理平臺和數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)中，而所有的安全加密、數(shù)據(jù)壓縮、負載均衡等復雜又必須的功能則完全由DPU透明地卸載。存儲行業(yè)的革新算法和實現(xiàn)，可以在DPU架構(gòu)中，獨立于服務器操作系統(tǒng)進行部署。DPU技術(shù)幫助存儲廠商實現(xiàn)真正的“算存分離”，完全發(fā)揮自家產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢，打通最高效服務應用需求的通路。3.算力擴展：算力擴展即通過有效避免擁塞消除跨節(jié)點的網(wǎng)絡通信瓶頸，顯著降低分布式應用任務周期中的通信耗時占比，在大規(guī)模的集群維度提升計算集群的整體算力。為了提升算力，業(yè)界在多條路徑上持續(xù)演進。通用CPU已很難繼續(xù)通過提升單核單線程的性能和擴展片內(nèi)多核的方式來大幅提升算力。單核芯片的工藝提升至3nm后，發(fā)展放緩；通過疊加多核提升算力，隨著核數(shù)的增加，單位算力功耗也會顯著增長，當128核增至256核時，總算力水平無法線性提升。在計算單元的工藝演進已經(jīng)逼近基線，為了滿足大算力的需求，通過分布式系統(tǒng)，擴大計算集群規(guī)模，提升網(wǎng)絡帶寬，降低網(wǎng)絡延遲成為提升數(shù)據(jù)中心集群算力的主要手段。隨著計算機視覺，自然語言處理，自動駕駛等場景人工智能應用的落地和快速增長，應用對海量算力的需求以指數(shù)級別增長，這對基礎(chǔ)設施提出了大規(guī)模、分布式、高性能的挑戰(zhàn)。計算網(wǎng)絡，典型代表為HPC+等高性能業(yè)務，低時延是其的極致追求，之前采用InfiniBand專網(wǎng)。但隨著RoCE技術(shù)的深入發(fā)展，Ethernet在計算網(wǎng)絡中的應用也逐漸普遍。RDMA技術(shù)通過消除多GPU跨節(jié)點通信的網(wǎng)絡瓶頸，顯著降低了訓練任務整個周期中的通信耗時占比，提高了GPU集群計算資源利用率和訓練效率，也為集群橫向擴展到更大規(guī)模時的線性加速比提供了保證。1.5DPU帶動異構(gòu)算力互聯(lián)，應用市場涵蓋高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)多領(lǐng)域異構(gòu)算力互聯(lián)即為GPU、FPGA、ASIC或其它加速卡與CPU之間的數(shù)據(jù)連接。在CPU與加速卡之間，以及加速卡之間形成的芯片互聯(lián)技術(shù)被更多的采用，雖然PCIe有著非常通用的標準化設計，但帶寬有限將會產(chǎn)生瓶頸。以CXL和GenZ為代表的等下一代互聯(lián)技術(shù)取得快速發(fā)展，DPU作為各種高速互聯(lián)協(xié)議融合的沙盒，最適合成為靈活的高速互聯(lián)載體，通過采用和擴展“以內(nèi)存為中心”的互聯(lián)協(xié)議，將帶來在單個機箱外部擴展亞微秒級延遲技術(shù)的機會，為下一代計算架構(gòu)創(chuàng)新創(chuàng)造可能性。伴隨信息化建設與應用的而深入，市場持續(xù)高漲，DPU產(chǎn)業(yè)在電信、互聯(lián)網(wǎng)、智能駕駛、AI服務器及其他行業(yè)應用需求不斷增長。1）在電信領(lǐng)域，三大運營商均積極布局，推動產(chǎn)品驗證，并提出與產(chǎn)業(yè)鏈上的廠商推動DPU產(chǎn)業(yè)發(fā)展的合作意愿。2）在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，隨著云計算、云原生等業(yè)務場景的發(fā)展需求，DPU作為數(shù)據(jù)中心演進的焦點，受到各大云廠商的廣泛關(guān)注。頭部廠商紛紛投入資源嘗試自研或者戰(zhàn)略合作，降本增效，實現(xiàn)效益的最大化。3）在智能駕駛領(lǐng)域，國內(nèi)外芯片廠商加速布局智能駕駛，不斷提升研發(fā)效率，為DPU的市場發(fā)展奠定基礎(chǔ)。4）針對AI服務器及其他領(lǐng)域?qū)用妫跀?shù)字經(jīng)濟和“東數(shù)西算”等政策影響下，中國AI服務器、金融、終端政企及其他領(lǐng)域持續(xù)高速發(fā)展，對算力的需求不斷增加，傳統(tǒng)的技術(shù)已無法滿足當前業(yè)務的發(fā)展需求，DPU能夠提供成熟的硬件加速方案，提升整個系統(tǒng)的效率,為AI服務器、金融及其他領(lǐng)域的發(fā)展提供技術(shù)支撐，全面推進DPU產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展進程。2DPU行業(yè)格局：海外巨頭暫時領(lǐng)先，國產(chǎn)廠商蓄勢待發(fā)DPU行業(yè)市場集中度較高。根據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù)，2020年國內(nèi)DPU市場中，國際三大巨頭英偉達，博通，Intel的份額分別達到55%、36%、9%。國際上，Nvidia,Intel,Xilinx，Marvell,Broadcom,Pensando,Fungible,Amazon,Microsoft等多家廠商在近2-5年內(nèi)均有DPU或相似架構(gòu)產(chǎn)品生產(chǎn)，較國內(nèi)相對較早。國內(nèi)廠商中，華為，阿里，百度，騰訊也在近幾年針對自身服務器進行自研與外購DPU，針對的主要功能在于數(shù)據(jù)，存儲與安全方面。2.1英偉達：具備先發(fā)優(yōu)勢，其BlueField系列芯片已到達第三代BlueField2搭載8顆64bit的ARMA72CPU內(nèi)核，2VLIM加速器和ConnectX6Dx智能網(wǎng)卡，可以提供雙端口最高100Gbps和單端口200Gbps的網(wǎng)絡連接。BlueField可以快速有效地捕獲、分析、分類、管理和存儲海量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)RDMA/RoCE、DPUDirect、彈性存儲、分塊存儲加密和惡意外部應用自動檢測等功能，從而實現(xiàn)單顆DPU芯片對125個CPU內(nèi)核的釋放。BlueField2X在此基礎(chǔ)上集成了2021年5月發(fā)布的7nm級Ampere架構(gòu)。GPU和第三代Tensor內(nèi)核，可通過AI加速數(shù)據(jù)中心的安全、網(wǎng)絡連接、數(shù)據(jù)存儲等任務。此外，英偉達還發(fā)布了面向開發(fā)者的平臺DOCASDK，通過集成AmpereGPU和BlueField2DPU優(yōu)化EGXAI平臺，向流媒體、智能駕駛、醫(yī)療等終端場景擴展。BlueField3已在2022年發(fā)布。根據(jù)深科技數(shù)據(jù)，英偉達預計BlueField4將于2023年發(fā)布，預計性能可提升600倍，達到75/400TOPS，400Gbps，吞吐量有望較BlueField2提升600倍。英偉達希望憑借GPU和Mellanox智能網(wǎng)卡技術(shù)壁壘的協(xié)同效應，再輔以Arm處理器整合協(xié)同后的性能提升，有望進一步抗衡英特爾/AMD的x86CPU體系。2.2星云智聯(lián)：首款DPU產(chǎn)品NebulaXD1055AS于2021年發(fā)布根據(jù)《2021-2022年中國人工智能創(chuàng)投數(shù)據(jù)報告》數(shù)據(jù)，星云智聯(lián)創(chuàng)立于2021年3月，匯聚了來自硅谷、以色列、加拿大等地ICT領(lǐng)域頂尖專家，專注于數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)互聯(lián)通信架構(gòu)和DPU芯片研發(fā)，致力于構(gòu)建數(shù)字世界算力的智能連接和開放生態(tài)，讓云計算和數(shù)據(jù)中心成為構(gòu)建未來數(shù)字社會的堅實基礎(chǔ)。根據(jù)星云智聯(lián)官方數(shù)據(jù)，星云智聯(lián)首款DPU產(chǎn)品NebulaXD1055AS已于2021年7月發(fā)布，該產(chǎn)品是國內(nèi)首款全硬加速、超強轉(zhuǎn)發(fā)、極簡運維的DPU產(chǎn)品。NebulaXD1055AS聚焦云計算的裸金屬、虛機、容器等場景，實現(xiàn)網(wǎng)絡與存儲卸載與加速，提升業(yè)務性能，節(jié)省主機CPU，簡化IaaS運維。可廣泛用于互聯(lián)網(wǎng)、公有云、運營商、政企與行業(yè)的云基礎(chǔ)設施。產(chǎn)品為PCIe插卡形態(tài)，安裝于標準服務器內(nèi)運行，產(chǎn)品功能包括數(shù)據(jù)面和管控面兩部分。根據(jù)星云智聯(lián)官方數(shù)據(jù)，管控面采用通用的CPU+Linux架構(gòu)，其中DPUOS上運行了OVS控制面、彈性塊存儲客戶端EBS-Client、管理監(jiān)控等軟件，支持帶外管理網(wǎng)口，通過管理網(wǎng)絡對接云平臺。這個架構(gòu)擁有極好的軟件生態(tài)兼容性，用戶可按需安裝部署相應的管理和應用軟件，比如OpenStackAgent，K8SKubelet等IaaS/PaaS應用，也可移植現(xiàn)有云基礎(chǔ)設施中的軟件到DPUOS上運行。這種開放的管控面架構(gòu)，簡化了DPU與用戶云管控平臺集成，加速定制化DPU新功能開發(fā)上線。2.3大禹智芯：Paratus2.0具備強大的軟件開放性根據(jù)《未來網(wǎng)絡白皮書》數(shù)據(jù)，大禹智芯成立于2020年，其創(chuàng)始及核心團隊由國內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)、云計算頭部公司以及傳統(tǒng)網(wǎng)絡、芯片、安全頭部廠商的資深專家組成，擁有DPU設計與研發(fā)及DPU大型商業(yè)化部署的成功經(jīng)驗。Paratus1.0作為大禹智芯DPU的第一條產(chǎn)品線產(chǎn)品，采用ARMSoC作為主處理單元，提供多個10Gbps/25Gbps的業(yè)務網(wǎng)絡接口，同時為了方便用戶管理，單獨設置了RJ45管理口。Paratus2.0作為大禹智芯DPU的第二條產(chǎn)品線產(chǎn)品，已于2022年10月發(fā)布，采用ARMSoC+FPGA的硬件架構(gòu)，在Paratus1.0產(chǎn)品基礎(chǔ)上，利用FPGA對可固化邏輯的數(shù)據(jù)包實現(xiàn)高性能轉(zhuǎn)發(fā)，提供多個10G/25G、100G的業(yè)務網(wǎng)絡接口。大禹智芯DPU產(chǎn)品Paratus2.0具備強大的軟件開放性，支持VirtIO來增強虛擬化環(huán)境下的適配性，能夠靈活呈現(xiàn)大規(guī)模主機側(cè)功能，可以實現(xiàn)包括OVS全卸載、存儲客戶端（StorageInitiator）的全卸載及NVMe模擬等多種功能，還能為存儲服務端（StorageTarget）提供數(shù)據(jù)處理服務加速。此外，Paratus2.0的自研高性能網(wǎng)絡傳輸協(xié)議可進一步支持RDMA應用；大禹智芯充分考慮了用戶使用管理需求，在Paratus2.0系統(tǒng)產(chǎn)品中還提供了云管平臺對接的插件、獨立的BMC模塊，使用戶能方便地實現(xiàn)云環(huán)境下業(yè)務的自動化部署、帶外管理能力及與服務器更好的聯(lián)動，達到Paratus2.0在實際使用中與用戶管控平臺的有機結(jié)合。2.4云脈芯聯(lián)：打造自主研發(fā)多場景RDMADPU產(chǎn)品根據(jù)騰訊開發(fā)者社區(qū)數(shù)據(jù)，云脈芯聯(lián)創(chuàng)立于2021年5月，是一家專注于云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡芯片產(chǎn)品研發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新的高科技創(chuàng)新企業(yè)。2022年5月31日，云脈芯聯(lián)正式發(fā)布自主研發(fā)的國內(nèi)首款多場景RDMA智能網(wǎng)卡(DPU)產(chǎn)品——xFusion50。xFusion50是云脈芯聯(lián)成功自主研發(fā)的第一款產(chǎn)品，也是國內(nèi)首款實現(xiàn)包括支持端到端擁塞控制完整RDMA功能的DPU產(chǎn)品，xFusion50基于硬件實現(xiàn)的可編程擁塞控制算法能夠有效避免網(wǎng)絡擁塞，充分發(fā)揮RDMA技術(shù)的低延遲和高性能，支持云計算、高性能計算、AI、存儲集群全場景部署。xFusion50產(chǎn)品具有以下核心亮點：第一，支持可編程擁塞控制算法，可編程擁塞控制算法是實現(xiàn)端到端無損網(wǎng)絡的關(guān)鍵技術(shù)；還可以通過開放可編程的底層網(wǎng)絡接口，可根據(jù)客戶的組網(wǎng)特點和上層業(yè)務的需求，靈活支持多種擁塞控制算法，最大化業(yè)務的流量吞吐。第二，通過自主研發(fā)HyperDirect技術(shù)支持GPUDirectRDMA為跨計算節(jié)點的GPU實現(xiàn)遠程內(nèi)存直接訪問，跳過CPU以降低時延、提升帶寬，提升分布式異構(gòu)算力集群的整體效能。第三，支持網(wǎng)絡/存儲全場景卸載加速，支持vSwitch全卸載，實現(xiàn)云上VPC網(wǎng)絡全功能；支持存儲卸載，對接分布式存儲NVMe-oF（TCP/RDMA），充分釋放宿主機CPU資源。并通過支持VirtIO實現(xiàn)彈性網(wǎng)絡和彈性存儲，滿足云上用戶無縫遷移和快速恢復的業(yè)務訴求。2.5芯啟源：自主知識產(chǎn)權(quán)，可擴展Chiplet等方向根據(jù)《未來網(wǎng)絡白皮書》數(shù)據(jù)，芯啟源成立于2015年，聚焦網(wǎng)絡通訊、5G和云數(shù)據(jù)中心等眾多先進領(lǐng)域，客戶包括且不限于運營商及二級運營商、路由器交換機設備商、OTT及互聯(lián)網(wǎng)廠商、網(wǎng)絡安全廠商、5G/6G設備商等。芯啟源具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的DPU芯片。芯啟源DPU較傳統(tǒng)智能網(wǎng)卡提供了更大的處理能力、更強的靈活性、可編程數(shù)據(jù)包處理、可擴展Chiplet(小芯片)結(jié)構(gòu)等特性。采用NP-SoC模式進行芯片設計，通用ARM架構(gòu)結(jié)合高度優(yōu)化面向數(shù)據(jù)包的NP芯片（RISC-V內(nèi)核）、多線程的處理模式，使其可以達到ASIC固化芯片的數(shù)據(jù)處理能力，同時考慮到了全量可編程、靈活可擴展的屬性，用以支持400Gbps及以上的性能目標、低功率且具有成本效益等。2.6中科馭數(shù)：目前已開始第三代DPU芯片研發(fā)根據(jù)搜狐數(shù)據(jù)，中科馭數(shù)成立于2018年，聚焦專用數(shù)據(jù)處理器的研發(fā)設計，基于自研敏捷異構(gòu)KPU芯片架構(gòu)以及DPU軟件開發(fā)平臺HADOS，公司自主研發(fā)了業(yè)界首顆融合高性能網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)庫一體化加速功能的DPU芯片和標準加速卡系列產(chǎn)品，可廣泛應用于超低延遲網(wǎng)絡、大數(shù)據(jù)處理、5G邊緣計算、高速存儲等場景，助力算力成為數(shù)字時代的新生產(chǎn)力。在DPU產(chǎn)品的研發(fā)迭代方面，中科馭數(shù)于2019年流片了第一代DPU芯片K1，第二代DPU芯片K2也于2022年初成功投片，目前已開始第三代DPU芯片K2Pro的研發(fā)工作；2021年9月，中科馭數(shù)首發(fā)DPU加速卡產(chǎn)品，其時延達到業(yè)界領(lǐng)先的1.2微秒。另外也有DPU存儲加速卡、DPU數(shù)據(jù)計算加速卡等產(chǎn)品和解決方案在研發(fā)進程中。在產(chǎn)品核心技術(shù)特色方面，中科馭數(shù)的DPU芯片創(chuàng)新性地采用軟件定義加速器技術(shù)路線，實現(xiàn)了軟硬協(xié)同的DPU設計方案。高效的異構(gòu)眾核DPU架構(gòu)，基于軟件定義加速器路線，研發(fā)了異構(gòu)眾核DPU芯片設計方法，解決了多核互聯(lián)、計算調(diào)度、指令控制等核心問題。超高帶寬網(wǎng)絡協(xié)議處理，研發(fā)專用網(wǎng)絡協(xié)議處理核和大數(shù)據(jù)分析處理核，解決了軟件解析網(wǎng)絡包協(xié)議解析和數(shù)據(jù)處理的瓶頸，大大提升服務器間通信效率，提升數(shù)據(jù)中心水平擴展能力。統(tǒng)一的虛擬化硬件平臺，針對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡、計算、存儲融合的虛擬化需求，研究統(tǒng)一高效的硬件設備虛擬化架構(gòu)，解決現(xiàn)有方案單一虛擬化功能的窘境（僅支持網(wǎng)絡虛擬化），充分釋放DPU各類資源能力，更高效支撐復雜上層應用。統(tǒng)一的DPU軟件開發(fā)框架HADOS，解決現(xiàn)有編程框架碎片化的問題，使得應用部署更加簡單高效。3行業(yè)市場空間測算—預計2025年全球DPU市場空間有望超260億美金，CAGR高達54%提供兩種市場空間測算方式：方法一：數(shù)據(jù)中心稅：根據(jù)中國科學報數(shù)據(jù)，云計算巨頭亞馬遜云服務（AWS）形象地稱之為“數(shù)據(jù)中心稅”——還未運行業(yè)務程序，先接入網(wǎng)絡數(shù)據(jù)就要占去許多計算資源。據(jù)《DPU技術(shù)白皮書》顯示，2013年，AWS研發(fā)了Nitro產(chǎn)品，將為虛擬機提供遠程資源、加密解密、故障跟蹤、安全策略等服務程序的資源開銷，全部放到專用加速器上執(zhí)行，“輕量化Hypervisor+定制化硬件”的上場一舉節(jié)省30%CPU資源。因此數(shù)據(jù)中心稅（即服務器算力稅率）可以近似看成是節(jié)約的CPU資源率30%。因此，我們假設數(shù)據(jù)中心稅為30%，進而可以假設，DPU的潛在價值量是CPU的三分之一（因為DPU能節(jié)省CPU三分之一資源）。存量服務器數(shù)量、市場規(guī)模：根據(jù)同花順財經(jīng)，騰訊開發(fā)者社區(qū)，海光信息招股說明書數(shù)據(jù)，一般服務器生命周期為5年（參考紫光股份投資者問答，以及騰訊云計算官方論壇相關(guān)內(nèi)容），因此，16-20年這五年的服務器總出貨量就是21年的服務器存量。根據(jù)《海光信息招股說明書》數(shù)據(jù)，我們看到16-20年全球服務器總出貨量為5540.7萬臺，對應總市場規(guī)模為3913.2億美元。CPU占服務器成本：因為服務器其他環(huán)節(jié)成本相對固定，技術(shù)壁壘低，因此隨著量的增加成本有逐步下降趨勢；但CPU屬于高技術(shù)壁壘的產(chǎn)品，且隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展其復雜度將越來越高，進而在服務器成本的比重有望逐步提升。假設隨著芯片制程先進性的提高，高端CPU占服務器的成本會從30%逐漸提高到36%。測算思路：1）增量市場：按照數(shù)據(jù)中心稅當前為30%計算，當前DPU市場潛在規(guī)模為CPU在服務器市場中市場規(guī)模的30%。根據(jù)這一思路，測算出DPU的潛在市場規(guī)模。2）存量市場：由于服務器生命周期為3-5年，按照原有服務器假設21-25年仍以10%的復合增速保持增長，則21-25年全球改造比例為25%分四年改造完成。根據(jù)海光信息招股說明書，16-20年五年一個周期，全球服務器存量市場規(guī)模為3913.2億美元。3）整體來看：總體DPU市場規(guī)模（億美元）=（服務器市場規(guī)模+存量服務器市場規(guī)模*改造比例）*CPU占服務器的成本*服務器算力稅率；計算得出2025年全球DPU市場空間為264億美元。根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，2020年全球DPU產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達30.5億美元，據(jù)方法一測算，至2025年，市場空間將有望達到約264億美元，期間CAGR為54.0%。方法二：單個服務器配置：1個DPU（目前DPU還處于發(fā)展初期，還沒有被客戶大范圍接受，我們假設每臺設備僅搭載一個DPU）。DPU單價：由于DPU目前還屬于新生事物，市面上難以找到其量產(chǎn)價格，但我們可以根據(jù)CPU價格來簡易預測DPU價格。根據(jù)《海光信息招股說明書》數(shù)據(jù)，服務器CPU單價約為7000-8000元人民幣，對應約1000美元（參考最新匯率）。由于DPU承擔了CPU三分之一的工作，所以價值量也應該是其三分之一；但是考慮到DPU技術(shù)壁壘高、新生事物，因此價格可以假設為5000元人民幣左右，對應700美元/片。測算思路：根據(jù)《海光信息招股說明書》數(shù)據(jù)，16-20年五年一個周期，全球服務器存量市場規(guī)模為5540.7萬臺，【未來潛在市場規(guī)模=（新增服務器數(shù)量+存量服務器改造數(shù)量）*服務器單價*DPU數(shù)量。】計算得出2025年DPU市場空間約為234億美元。根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，2020年全球DPU產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達30.5億美元，據(jù)方法二測算，至2025年，市場空間將有望達到約234億美元，期間CAGR為50.3%。4DPU市場空間及核心環(huán)節(jié)：市場高景氣延續(xù)，受益領(lǐng)域有望多點開花4.1DPU產(chǎn)業(yè)鏈分析DPU技術(shù)方案與主流廠商：當前業(yè)界DPU的實現(xiàn)技術(shù)方案主要分為兩種——FPGA和ASIC/SoC（systemofchip，系統(tǒng)級芯片）。國外主流廠商有Fungible、Mellanox（2020年4月被英偉達收購）、英偉達、英特爾等。DPU產(chǎn)業(yè)鏈分析：上游：EDA、IP核、制造、封測；中游：云廠商、芯片廠商；下游：云廠商、電信領(lǐng)域。4.2全球、國內(nèi)市場均有望保持高增，行業(yè)高景氣度有望延續(xù)全球DPU產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢:得益于智能網(wǎng)卡方案的逐步成熟，疊加全球通用服務器出貨量的穩(wěn)定增長、L3以上級別智能駕駛汽車的技術(shù)落地、工業(yè)控制領(lǐng)域的需求增加、邊緣計算技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，全球DPU產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長的趨勢，并隨著Intel、NVIDIA等廠商的DPU大規(guī)模量產(chǎn)，預計DPU市場將迎來快速增長。根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，2020年全球DPU產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達30.5億美元，預計到2025年全球DPU產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將超過245.3億美元，期間CAGR高達51.73%。中國DPU產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢：得益于數(shù)據(jù)中心升級和邊緣計算、新能源汽車、IoT、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展所帶來的需求增長，中國DPU產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長的趨勢，預計中國DPU市場將迎來快速增長。根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，2020年中國DPU產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達3.9億元，預計到2025年中國DPU產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將超過565.9億元，期間CAGR高達170.6%。4.3DPU行業(yè)上游分析：EDA、IP等上游環(huán)節(jié)均為研發(fā)重要基礎(chǔ)4.3.1DPU行業(yè)上游分析-EDA——DPU研發(fā)之基EDA是集成電路上游的設計基礎(chǔ)工具，對DPU研發(fā)與生產(chǎn)中的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品技術(shù)水平有重要影響。EDA行業(yè)可撬動數(shù)千億集成電路市場規(guī)模。根據(jù)ESDAlliance、21ic電子網(wǎng)數(shù)據(jù)，2021年EDA全球市場規(guī)模132.75億美元，卻撬動了千億美元級別的半導體市場和數(shù)萬億美元的電子產(chǎn)品市場，乃至數(shù)十萬億美元規(guī)模的數(shù)字經(jīng)濟。中國擁有全球規(guī)模最大、增速最快的集成電路市場，EDA杠桿效應更大，一旦EDA產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)出現(xiàn)問題，整個集成電路產(chǎn)業(yè)乃至上層運行的數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)都會受到影響。全球EDA市場規(guī)模：EDA行業(yè)占整個集成電路行業(yè)市場規(guī)模的比例雖然較小，但以百億美元左右規(guī)模體量，支撐和影響著數(shù)千億美元的集成電路行業(yè)。受益于先進工藝的技術(shù)迭代和眾多下游領(lǐng)域需求的驅(qū)動，全球EDA市場規(guī)模呈現(xiàn)出穩(wěn)定增長態(tài)勢，行業(yè)持續(xù)高景氣。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，全球EDA市場規(guī)模從2012年的65.36億美元持續(xù)增長至2021年的132.75億美元，年復合增速為8.2%。國內(nèi)EDA市場規(guī)模：在集成電路產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定向好、設計環(huán)節(jié)較快增長的發(fā)展態(tài)勢下；疊加EDA軟件重要性凸顯，占集成電路規(guī)模比重提升；EDA工具市場規(guī)模保持穩(wěn)定上漲態(tài)勢。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2016-2020年，我國EDA市場規(guī)模由57.4億元增長至93.1億元，期間CAGR為12.85%。國內(nèi)EDA市場長期由國際三大巨頭占據(jù)，未來有望迎來突破。目前，根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，Cadence、Synopsys和西門子EDA三家公司仍占據(jù)了國內(nèi)EDA行業(yè)的主導地位，2021年的合計市場份額為77.7%，三巨頭的技術(shù)水平、產(chǎn)品完成度和豐富度仍舊大幅領(lǐng)先國內(nèi)相關(guān)企業(yè)。但在政策支持、人才涌現(xiàn)、企業(yè)大力投入研發(fā)的背景下，國產(chǎn)EDA企業(yè)已經(jīng)嶄露頭角，國內(nèi)EDA企業(yè)龍頭華大九天在面板電路EDA工具領(lǐng)域的技術(shù)已經(jīng)達到了國際領(lǐng)先水平，在模擬電路EDA工具領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了全流程覆蓋，在數(shù)字電路EDA工具領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的點工具的突破，2021年，其在國內(nèi)EDA市場市占率已經(jīng)達到6%，超過Ansys和Keysight。概倫電子也初步打入市場，占據(jù)國內(nèi)市場1.9%的份額。EDA在DPU芯片設計環(huán)節(jié)對提高成功率和降低費用至關(guān)重要在芯片設計方面，設計人員需使用EDA工具來設計幾十萬到數(shù)十億晶體管的復雜集成電路，以減少偏差、提高成功率和降低費用；1）模擬設計類EDA工具，主要用于模擬芯片設計中電路圖編輯、版圖設計和仿真驗證等；2）數(shù)字設計類工具，用于數(shù)字芯片設計中，負責功能定義、架構(gòu)設計、邏輯綜合、電路仿真及功能驗證等；4.3.2DPU行業(yè)上游分析-IP核——DPU大廈的鋼筋與混凝土IP核是DPU研發(fā)生產(chǎn)中必不可少的一部分，以英偉達DPU為例，其由內(nèi)核，網(wǎng)絡連接部分，AI加速器，加速器引擎，PCIe接口，內(nèi)存等架構(gòu)組成。其需要外購CPU芯片IP，接口芯片IP，存儲IP等。因此DPU的研發(fā)生產(chǎn)過程中，IP核是必不可少的一部分。IP（IntellectualProperty）核是芯片設計環(huán)節(jié)中逐步分離出來的、經(jīng)過驗證的、可重復使用的設計模塊，其作用是在芯片設計環(huán)節(jié)中降低冗余設計成本，降低錯誤發(fā)生的風險，提高芯片設計效率。IP核本身是產(chǎn)業(yè)鏈不斷專業(yè)化的產(chǎn)物，是芯片設計知識產(chǎn)權(quán)的重要體現(xiàn)，也是半導體設計行業(yè)下一步升級的重要方向。供需合力孕育IP核產(chǎn)業(yè)，未來需求打開新增通道，芯片用量增長和品類的持續(xù)擴張對芯片設計效率和成本的要求不斷提升，同時制程工藝的改進也增加了芯片設計的難度，經(jīng)過反復驗證的、可重復使用的IP核逐漸受到系統(tǒng)廠商、IDM、芯片設計公司的歡迎。同時，半導體產(chǎn)業(yè)專業(yè)化孕育了IP核供應，IDM、芯片設計公司自身在多年芯片設計過程中通過設計復用以降低冗余研發(fā)所產(chǎn)生的一些經(jīng)過驗證的、可重復利用的指令集、代碼、功能描述和具體物理模塊，最終逐步形成IP核。ARM公司在這個浪潮中逐步成長為全球龍頭，牢牢占據(jù)著超40%的IP核行業(yè)份額。同時，由于IP核的特殊性，行業(yè)形成了較為獨特的以“授權(quán)+版稅”為主的商業(yè)模式。從市場總體來看，IP市場規(guī)模穩(wěn)步提升，市場增速上行。根據(jù)IPnest數(shù)據(jù)，2021年全球半導體IP核市場規(guī)模為54.5億美元，同比增速從2018年的6.0%上升至2021年的19.4%。預計未來幾年市場規(guī)模將持續(xù)穩(wěn)步擴張，根據(jù)IBS數(shù)據(jù)，全球半導體IP核市場規(guī)模有望在2027年達到101億美元，IBS口徑下2018~2027年CAGR達9%，其中處理器IP市場增長較快，增速達10%。半導體IP市場發(fā)展概況：隨著先進制程的演進，線寬的縮小使得芯片中晶體管數(shù)量大幅提升，使得單顆芯片中可集成的IP數(shù)量也大幅增加。根據(jù)芯原股份招股說明書，以28nm工藝節(jié)點為例，單顆芯片中已可集成的IP數(shù)量為87個。當工藝節(jié)點演進至7nm時，可集成的IP數(shù)量達到178個。單顆芯片可集成IP數(shù)量增多為更多IP在SoC中實現(xiàn)可復用提供新的空間，從而推動半導體IP市場進一步發(fā)展。芯原股份招股說明書數(shù)據(jù)顯示，半導體IP市場將從2018年的46億美元增長至2027年的101億美元，年均復合增長率為9.13％。其中處理器IP市場預計在2027年達到62.55億美元，2018年為26.20億美元，年均復合增長率為10.15％；數(shù)?；旌螴P市場預計在2027年達到13.32億美元，2018年為7.25億美元，年均復合增長率為6.99％；射頻IP市場預計在2027年達到11.24億美元，2018年為5.42億美元，年均復合增長率為8.44％。市場規(guī)模：根據(jù)CSDN數(shù)據(jù)，就全球和中國EDA市場規(guī)模現(xiàn)狀而言，隨著下游半導體產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴張，但國內(nèi)整體EDA相較國際先進水平無論技術(shù)還是整體規(guī)模仍有較大差距，政策持續(xù)推進背景下國內(nèi)規(guī)模增速遠超全球規(guī)模增速，預計占比全球份額持續(xù)提高。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，2018-2020年，全球EDA市場規(guī)模從62.2億美元增長至72.3億美元，國內(nèi)EDA市場規(guī)模從6.67億美元增長至9.83億美元。4.4DPU制造中的能工巧匠DPU廠商多為Fabless模式，需要尋找代工廠來進行芯片的制造，封裝，測試等過程。追尋摩爾定律能讓消費者享受更便宜的算力，晶圓代工是推動摩爾定律最重要的環(huán)節(jié)。根據(jù)21ic電子網(wǎng)數(shù)據(jù)，1965年，英特爾（Intel）創(chuàng)始人之一戈登·摩爾提出，當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍，這也是全球電子產(chǎn)品整體性能不斷進化的核心驅(qū)動力，以上定律就是著名的摩爾定律。換而言之，每一美元所能買到的電腦性能，將每隔18-24個月翻一倍以上。4.5核心環(huán)節(jié)之二：下游應用多點開花，未來前景廣闊4.5.1行業(yè)的下游應用——數(shù)據(jù)中心—DPU當前的核心應用場景數(shù)據(jù)中心作為數(shù)據(jù)產(chǎn)生、匯聚、融合、傳輸?shù)闹匾獔鏊?，是承載算力的物理實體，是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的催化劑，是數(shù)字產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的動力引擎，是我國新基建的核心組成部分。我國正在加快引導數(shù)據(jù)中心高質(zhì)量發(fā)展，2021年工業(yè)和信息化部印發(fā)的《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃（2021-2023年）》指出，用三年時間，基本形成布局合理、技術(shù)先進、綠色低碳、算力規(guī)模與數(shù)字經(jīng)濟增長相適應的新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展格局。全球服務器景氣度回升，DPU廠商有望受益。受益于大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等下游應用場景的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)運算和存儲的需求快速增長，服務器迎來快速放量。根據(jù)Counterpoint、國際電子商情數(shù)據(jù)，2022年全球服務器市場的收入將同比增長17%，達到1117億美元。根據(jù)IDC、立鼎產(chǎn)業(yè)研究網(wǎng)，芯片成本在基礎(chǔ)型服務器中約占32%，在更高性能的服務器中，芯片相關(guān)成本占比高達50%-83%。因此，提供有利于服務器提高性能，降低成本的解決方案的DPU廠商將在成本日益提升的服務器芯片市場中得到廠商更多的青睞。根據(jù)中國信通院的數(shù)據(jù)，全球數(shù)據(jù)中心新增相對穩(wěn)定。按照全球服務器年增加量統(tǒng)計，2015年-2021年全球年新增投入使用服務器規(guī)模相對穩(wěn)定，凈增加值也相對穩(wěn)定，預計未來幾年數(shù)據(jù)中心規(guī)模仍將保持平穩(wěn)增長。根據(jù)中國信通院數(shù)據(jù)，近年來，我國數(shù)據(jù)中心機架規(guī)模穩(wěn)步增長。按照標準機架2.5kW統(tǒng)計，截止到2021年年底，我國在用數(shù)據(jù)中心機架規(guī)模達到520萬架，近五年年均復合增速超過30%。其中，大型以上數(shù)據(jù)中心機架規(guī)模增長更為迅速，按照標準機架2.5kW統(tǒng)計，機架規(guī)模420萬架，占比達到80%。根據(jù)中國信通院數(shù)據(jù)，受新基建、數(shù)字化轉(zhuǎn)型及數(shù)字中國遠景目標等國家政策促進及企業(yè)降本增效需求的驅(qū)動，我國數(shù)據(jù)中心業(yè)務收入持續(xù)高速增長。2021年，我國數(shù)據(jù)中心行業(yè)市場收入達到1500億元左右，近三年年均復合增長率達到30.69%，隨著我國各地區(qū)、各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入推進，我國數(shù)據(jù)中心市場收入將保持持續(xù)增長態(tài)勢。需求方面，新興市場需求強勁，我國應用場景多樣從全球范圍來看，受全球數(shù)字經(jīng)濟加速發(fā)展促進，印度、南非等新興市場逐步加強對數(shù)據(jù)中心的政策支持和產(chǎn)業(yè)投入，成為拉動全球數(shù)據(jù)中心需求增長的重要增長極。2015年啟動的“數(shù)字印度”計劃為印度的數(shù)字化發(fā)展提供持續(xù)助力，大數(shù)據(jù)中心建設是該計劃的重要內(nèi)容之一。2021南非通訊和數(shù)字科技部發(fā)布了《國家數(shù)據(jù)和云政策草案》，該草案對國家高性能計算和數(shù)據(jù)處理中心的建設作出了指引，高性能計算和數(shù)據(jù)處理中心主要由現(xiàn)有的Sentech和BroadbandInfraco兩個數(shù)據(jù)中心合并而成，上述數(shù)據(jù)中心將為各級政府、企業(yè)及高校提供云服務。以政府力量為主導的數(shù)據(jù)中心建設，將為南非數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。國內(nèi)運營商布局較早，擁有網(wǎng)絡和土地資源等IDC行業(yè)優(yōu)勢。基礎(chǔ)運營商具備我國IDC行業(yè)先發(fā)優(yōu)勢，不同于北美市場以第三方IDC為主，當前我國IDC市場仍由三大運營商主導，形成了基礎(chǔ)電信運營商及眾多第三方IDC廠商共同提供數(shù)據(jù)中心服務的市場格局。三大基礎(chǔ)運營商自身業(yè)務需要數(shù)據(jù)中心支撐發(fā)展，在數(shù)據(jù)中心行業(yè)領(lǐng)域具有先天優(yōu)勢，在客戶資源、網(wǎng)絡及土地資源等方面具有更多的資源掌握權(quán)和行業(yè)話語權(quán)。發(fā)展趨勢：三大運營商未來發(fā)展策略各不相同，將逐步差異化布局IDC業(yè)務。中國電信圍繞核心城市規(guī)模部署IDC，同時著力發(fā)展政企市場中IDC和專線業(yè)務。中國移動持續(xù)優(yōu)化“4+3+X”資源布局，促進IDC業(yè)務強基提質(zhì)。中國聯(lián)通將著力提高服務滿足客戶定制化需求。發(fā)展現(xiàn)狀：第三方IDC廠商運維能力強，增值服務多樣。相對于基礎(chǔ)運營商，第三方IDC廠商響應速度快，通過模塊化、標準化機房設計縮短建設周期，可以更快速地滿足企業(yè)需求。憑借多年運維經(jīng)驗，第三方IDC廠商還能有效降低機房能耗，保證機房穩(wěn)定運行，整合基礎(chǔ)運營商的網(wǎng)絡資源，為客戶提供更多選擇。此外，第三方IDC廠商可為客戶提供豐富的增值服務，除了智能DNS、智能災備、CDN等，第三方IDC廠商還積極與云廠商合作打造云網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)，為企業(yè)提供一站式云服務。第三方IDC廠商具有較深的資源背景，有望憑借能耗控制能力在碳中和背景下實現(xiàn)快速擴張。我國IDC行業(yè)正處于高速發(fā)展階段，在一線商圈土地、電力資源緊缺，政策縮緊的大環(huán)境下，提前布局核心區(qū)域，優(yōu)先獲取資源的企業(yè)將擁有更大競爭力。我國頭部IDC第三方廠商積極圍繞核心城市展開布局，在核心區(qū)域自建大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，擁有十分可觀的機柜存量及儲備機柜規(guī)模，憑借其在一線城市內(nèi)積累的強大的客戶資源、充足的項目儲備，逐漸筑起行業(yè)壁壘。新進入者紛紛涌入快速發(fā)展的IDC行業(yè)，鋼鐵企業(yè)和房地產(chǎn)企業(yè)為主要來源。在5G高速發(fā)展的背景下，IDC建設規(guī)模不斷擴大，然而IDC受限于土地、電力、網(wǎng)絡等資源，導致IDC市場供給增速跟不上需求增長。近年來我國數(shù)據(jù)流量更是呈現(xiàn)快速增長，導致IDC供需缺口遠大于發(fā)達國家；就網(wǎng)民規(guī)模而言，我國互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量位居全球首位，然而我國IDC儲備量與美國尚存差距。在供需失衡疊加5G高速發(fā)展的背景下，我國IDC行業(yè)迎來發(fā)展黃金時期。除三大運營商、第三方IDC服務商以及云服務廠商外，最近涌現(xiàn)出了一批以鋼鐵和房地產(chǎn)企業(yè)為代表的行業(yè)新進入者。4.5.2行業(yè)的下游應用——互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)：數(shù)據(jù)中心下游客戶之一，大型企業(yè)為DPU潛在用戶不同規(guī)模、不同類型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對IDC的需求存在很大差異。大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)偏好定制型交付模式，而中小型企業(yè)多采用服務器租賃或TKF模式。大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對IDC需求規(guī)模較大，多采用定制型的交付模式，與IDC運營商簽訂長期合約；而中小型互聯(lián)網(wǎng)客戶IDC需求規(guī)模較小，多以服務器租賃和TKF模式（一站式服務）與IDC運營商達成合作，簽訂的合約期限較短，有些運營商會根據(jù)客戶體量采用差異化結(jié)算方式。中小型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對價格的敏感性尤其高，對IDC運營商來說，這部分客戶是經(jīng)濟下行時最容易退租、風險最高且最難保證盈利的群體。對于DPU行業(yè)來說，大型互聯(lián)網(wǎng)用戶價格敏感度低，部分領(lǐng)域時延敏感度高，體量大，替換成本高，是優(yōu)質(zhì)的潛在下游群體。DPU廠商可與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進行深度合作，獲得先發(fā)優(yōu)勢，輔助其開發(fā)適用于自身業(yè)務狀況的專用DPU，并使其在定制IDC過程中提出融入DPU需求，以獲得訂單。4.5.3行業(yè)的下游應用——金融政府電力用戶：數(shù)據(jù)中心的潛在大客戶，DPU需求的增長極DPU在金融、政府和電力用戶領(lǐng)域?qū)⒏喟l(fā)揮安全性的優(yōu)勢。除性能提升之外，DPU還可為這三類用戶提供零信任保護，實現(xiàn)主機業(yè)務和控制平面的完全隔離，以達到減少數(shù)據(jù)泄露，拒絕未授權(quán)訪問的目的。因此DPU與這三類用戶共同合作，協(xié)同效應明顯，數(shù)據(jù)安全價值很大。發(fā)展現(xiàn)狀：金融、政府和電力用戶為數(shù)據(jù)中心下游三大用戶，需求量僅次于云計算和互聯(lián)網(wǎng)用戶。金融機構(gòu)業(yè)務的數(shù)據(jù)量激增及出于安全穩(wěn)定的考慮促使其對數(shù)據(jù)中心需求增加。數(shù)字政府和智慧城市等建設是政府成為數(shù)據(jù)中心用戶的主要原因。電力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型催生其對數(shù)據(jù)中心的需求。金融機構(gòu)對數(shù)據(jù)中心需求將進一步擴大，證券和基金業(yè)務需求增速加快。數(shù)據(jù)中心在金融市場將保持良好增長勢頭。隨著金融業(yè)務數(shù)據(jù)量的急劇增加，金融機構(gòu)亟需數(shù)據(jù)中心優(yōu)化IT能力、提升效率，數(shù)據(jù)中心肩負協(xié)助金融機構(gòu)完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型的使命。數(shù)字政府市場擴大，加速政府用戶對數(shù)據(jù)中心的需求。2021年年初，國務院提出未來需加快建設數(shù)字政府，將數(shù)字技術(shù)廣泛應用于政府管理服務，不斷提高決策科學性和服務效率，預計2025年數(shù)字政