2021年7月24日，由江苏省未来网络创新研究院主办、SDNLAB承办的2021中国5G网络创新论坛上，多家机构谈到了DPU的进展，我们对此进行了整理，以飨读者。
5G时代带来通信带宽的巨大提升，更多的带宽使能更多的应用。数据量的迅猛增多以及服务器网络带宽的快速增长都已经远超计算能力的增长，有线速I/O处理需求的应用程序受到CPU和内存的限制，现有系统也会因为CPU资源占用而导致延迟增加，包处理性能出现波动。
5G时代带来互联终端设备的大爆发，也带来数据大爆发。据统计2019年全球产生数据45ZB，预计到2024年这一数字将达到142ZB，其中24%的数据将来自终端实时数据。海量数据条件下低时延网络传输及数据处理的算力需求及性能压力巨大。
5G时代带来个性化定制私域网络时代。5G网络不止用于公众客户，更主要的赋能各行各业，作为新基建的重要组成，推动社会发展。5G将大量部署在网络边缘，提供实时应用和服务。据IDC统计，近10年来全球算力增长明显滞后于数据的增长。每3.5个月全球算力的需求就会翻一倍，远超算力增长的速度。算力，作为先进生产力，承载了十万亿美元规模经济。在5G的推动下，计算组织从“端-云”一体，到“端-边缘-云”一体;从内存计算发展到网内计算。基础设施云资源作为5G发展的重要基石，也发生了极大的变化。
5G的需求5G MEC是一种分布式计算部署架构，将计算能力、业务以及部分5G网络能力部署到网络边缘，实现低时延的就地数据处理、敏感数据本地处理。MEC可以很好的适配低频、频次不确定性同时时间敏感的业务场景。(来源：网络通信与安全紫金山实验室)
5G MEC包括5G网关UPF、边缘应用平台MEP、行业应用APP以及虚拟化基础设施。5G MEC作为一体式设备部署在靠近终端用户侧的边缘位置，提供大带宽、低时延的网络连接能力，AI、图像渲染等计算能力，以及面向行业的安全能力。
图1：边缘云网融合架构(来源于会上中国电信研究院的演讲)
边缘计算将从传统的集中式互联网交换(Internet EXCHange IX)模型扩展到边缘交换模型。位于边缘的最终用户和设备远离主要IX点，流量到达这些位置所需的距离会降低性能并显著增加传输成本。网络互联需要在靠近最终用户的最后一公里网络附近的边缘进行。数据在边缘互联和共享，不涉及核心网。边缘互联将更多流量保留在本地。
低延迟网络是边缘计算的重要组成，要求网络节点尽可能靠近本地。随着越来越多的数据在本地产生本保存，网络互联密度将在边缘激增，骨干网将延伸到边缘，对等互联和数据交换将发生在接入网的1-2跳内。随着边缘计算基础设施的建设，许多设施将发挥网络间数据交换点的作用。网络汇聚于这些节点，为边缘服务提供支持，降低边缘服务延迟，缩短光纤距离，减少网络跳数。随着计算向边缘扩展，网络交叉连接也将更加分散。预计到2025年，75%的数据将在工厂、医院、零售、城市的边缘产生、处理、存储和分析。
5G具有灵活的前导码，以满足低延迟连接的需求。随着边缘计算需求的增长，现有的回传网络处理速度无法匹配5G网络数据产生的速度和容量需求，需要在边缘部署新的、更快和更高容量的路由。
5G虚拟化网络功能需要高度分布式的数据中心。这类数据中心可以部署足够多的服务器，在运行5G网络的同时运行边缘云服务。
将工作负载置于边缘要求对应用构建和运行的方式进行调整，让代码可以从数据中心的服务器到客户场所设备中的微控制器。需要管理高度分布式的应用和数据，编排大规模的边缘操作。(云原生技术和DevSecOps技术)推送到边缘的代码应该是自包含的，每个组件必须完整，包含代码、配置、库以及软件定义的环境，代码作为一个整体构建、测试和部署，确保容器或虚拟机可以在任何地方运行。
DPU的出现在云基础设施领域，CPU用于通用计算，构建应用生态，虚拟化技术例如Hypevisor等占用大量的内存和CPU资源，而真正用作共享的资源受到较大的影响。以网络协议处理为例，解析报文需要接近100个cycle，线速处理10G的网络需要约4个Xeon CPU的核，单做网络数据包处理，就可以占去一个8核高端CPU一半的算力。而GPU用于加速计算，专注于图像处理、流媒体处理，并继续朝着AR、VR处理，AI加速的方向发展。在云基础设施领域，需要一种技术，能够卸载CPU负荷，最大限度的将硬件资源共享给租户。
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