成立于1993年的英偉達，最為人熟知的就是他們的GPU。尤其是進入最近幾年，因為AI的火熱，英偉達GPU的關(guān)注度暴增，行業(yè)對他們在這個領(lǐng)域的認可程度也達到了前所未有的高度。但其實GPU只是英偉達的根本。歷經(jīng)過去幾年的收購和產(chǎn)品線拓展外，英偉達已經(jīng)開拓了多條產(chǎn)品線，DPU就是其中的一條。
DPU：為數(shù)據(jù)移動而生
在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，CPU和GPU是當之無愧的“處理器巨頭”，他們憑借各自的優(yōu)勢在數(shù)據(jù)中心中建立了無可撼動的地位。但在Nvidia CEO黃仁勛看來，DPU已經(jīng)成為以數(shù)據(jù)為中心的加速計算模型的第三位成員。其中CPU用于通用計算，GPU用于加速計算，而DPU在數(shù)據(jù)中心周圍移動數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理。
這里所說的DPU，就是DataProcessing Unit的縮寫，也就是所謂的數(shù)據(jù)處理單元，這是英偉達耗資69億美元收購的以色列芯片廠商Mellanox所帶來的拳頭產(chǎn)品之一。
據(jù)英偉達方面介紹，DPU是一款具備了高性能，軟件可編程和多核CPU等特性的新型可編程處理器。在這個SoC中，擁有高性能網(wǎng)絡(luò)接口，能夠以有線傳輸?shù)乃俾式馕?、處理?shù)據(jù)，并將其快速傳輸?shù)紾PU和CPU。更重要的是，英偉達方面表示，DPU豐富的、靈活和可編程的加速引擎可減輕和改善AI和機器學(xué)習應(yīng)用的性能。所有的這些DPU功能對于實現(xiàn)隔離的裸機云原生計算至關(guān)重要，它也將定義下一代云規(guī)模計算。他們進一步指出，DPU可以用作獨立的嵌入式處理器，但通常會集成到SmartNIC中，為未來的服務(wù)器提供支持。
從英偉達方面的介紹我們得知，DPU可以執(zhí)行原本需要CPU處理的網(wǎng)絡(luò)、存儲和安全等任務(wù)。這就意味著如果在數(shù)據(jù)中心中采用了DPU，那么CPU的不少運算能力可以被釋放出來，去執(zhí)行廣泛的企業(yè)應(yīng)用。
在近日舉辦的GTC大會上，英偉達帶來了其全新的DPU 產(chǎn)品BlueField-2、BlueField-2X，以及全新的DOCA SDK。
首先看BlueField-2 DPU，如下圖所示，在DPU中，擁有8個64bit的Arm Cortex A72內(nèi)核，同時還擁有2VLIM加速引擎和Mellanox的ConnertX-6 Dx NIC，同時還集成了行業(yè)領(lǐng)先的50Gb / s PAM4 SerDes和PCIe Gen 4.0接口，這就讓其能提供速度為25Gb / s、50Gb / s或100Gb/ s的兩個端口，或者一個速度高達200Gb/s的以太網(wǎng)和InfiniBand連接。
得益于這些配置，BlueField-2 DPU能夠加速數(shù)據(jù)中心中包括隔離、信任根、密鑰管理、RDMA/RoCE、GPUDirect、彈性塊存儲和數(shù)據(jù)壓縮等在內(nèi)的安全、網(wǎng)絡(luò)和存儲任務(wù)。
除了BlueField-2 DPU之外，英偉達還帶了BlueField-2X DPU，這款產(chǎn)品除了擁有BlueField-2 DPU的所有特性以外，還集成了一個NVIDIA Ampere GPU，這就讓其可以運用AI來執(zhí)行數(shù)據(jù)中心的安全、網(wǎng)絡(luò)和存儲等任務(wù)。
英偉達方面表示，因為Ampere GPU采用了NVIDIA的第三代Tensor Core，所以它能夠使用AI進行包括識別異常流量以預(yù)防機密數(shù)據(jù)被盜，線速加密流量分析，主機自檢識別惡意活動，動態(tài)安全流程和自動響應(yīng)在內(nèi)的實時安全分析。
在介紹了這兩款DPU之后，英偉達還帶來了DPU的全新路線圖。如下圖所示，英偉達未來兩代的DPU將在2022和2023年面世，它們所帶來的性能提升是非常明顯的。
為了方便DPU的開發(fā)，英偉達同時還帶來了一款名為DOCA（Data-Center-Infrastructure-on-a-ChipArchitecture）的SDK。據(jù)了解，DOCA為開發(fā)人員提供了一個全面的開放平臺，協(xié)助他們在BlueField系列DPU上打造軟件定義的，硬件加速的網(wǎng)絡(luò)、存儲、安全和管理等應(yīng)用。而DOCA也已經(jīng)完全集成到NVIDIA NGC中，該軟件目錄為第三方應(yīng)用程序開發(fā)商提供了便捷和容器化的軟件開發(fā)環(huán)境，那就意味著他們可以利用DPU在數(shù)據(jù)中心中的加速服務(wù)，并開發(fā)，認證和分發(fā)應(yīng)用程序給其客戶。
JETSON：迎接AIoT革命
在英偉達面向未來的產(chǎn)品布局中，AIoT也是一個他們不會錯過的重點方向。正如該公司邊緣計算VP和GM Deepu Talla所說，這是一個涉及萬億連接的市場，他們沒理由錯過。
如上圖所示，這是一個始于2014年的產(chǎn)品線，在當年三月，他們發(fā)布了Jeston系列的第一款產(chǎn)品Jeston TK1。這是一款基于全球首款針對嵌入式系統(tǒng)的移動超級計算機，其面向的應(yīng)用包括計算機視覺、圖像處理以及實時數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域。
按照英偉達的介紹，Jetson是他們面向新一代自主機器推出的嵌入式系統(tǒng)，是一系列適用于一切自主機器（Autonomous Machines）的AI平臺。其系統(tǒng)所提供的性能和能效可提高自主機器軟件的運行速度，而且功耗更低。英偉達方面的資料顯示，Jetson系列的每個系統(tǒng)都是一個完備的模塊化系統(tǒng) （SOM），具備 CPU、GPU、PMIC、DRAM 和閃存，并且具備可擴展性。對于開發(fā)者和用戶來說，只需選擇適合應(yīng)用場景功能需求的SOM，即能夠以此為基礎(chǔ)構(gòu)建系統(tǒng)。
自2014年以來，英偉達已經(jīng)面向不同應(yīng)用場景推出了TK1、TX1、TX2、AGX Xavier、Nano和XavierNX六款產(chǎn)品。而現(xiàn)在，他們則帶來了售價僅為59美元的JetsonNano 2GB。在英偉達看來，這是一款非常適用于學(xué)生、教育和機器人愛好者的AI和機器人入門套件。
英偉達官方也表示，Jetson Nan 2GB開放套件設(shè)計的初衷是希望將AI的教與學(xué)融為一體，興趣認識可以借助其開發(fā)機器人技術(shù)和智能物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的項目。為了支持這項工作，英偉達還將提供免費的在線培訓(xùn)和AI認證計劃，這將支持成千上萬的開發(fā)人員在充滿活力的Jetson社區(qū)中提供更多的開源項目、開發(fā)方法和視頻。
英偉達方面指進一步出，NVIDIA JetPack? SDK為新款的Jetson Nan 2GB提供支持，這就讓開發(fā)者可以基于此針對需求做多樣化的開發(fā)。
開發(fā)者平臺：英偉達的武器
為了讓開發(fā)者將其硬件帶到各種領(lǐng)域，英偉達在軟件上做了很多的投入，CUDA就是其最成功的代表。正如很多行內(nèi)人士所示，英偉達之所以能夠在AI時代大展所長，他們在CUDA上持之以恒的投入功不可沒，這也是他們?yōu)镈PU投入DOCA開發(fā)的原因。
而為了更便利開發(fā)者，英偉達帶來了更多的開發(fā)平臺。如為了更好地將AI帶到邊緣應(yīng)用，英偉達在2019年推出了EGX AI 平臺。該平臺可以實時感知、理解和處理數(shù)據(jù)，而無需先將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端或數(shù)據(jù)中心。
作為一款高性能和可擴展的平臺，EGX 能從小型的 NVIDIA Jetson Nano擴展到所有安裝了NVIDIA GPU的服務(wù)器群，提供從0.5TOPS到 10,000 TOPS的支持，可以為數(shù)百名用戶提供實時語音識別和其他復(fù)雜的 AI 體驗。而據(jù)他們介紹，包括戴爾、浪潮、聯(lián)想和Supermicro在內(nèi)的服務(wù)器供應(yīng)商也提供了對NVIDIA EGX AI平臺的支持。這就讓制造、健康、零售、物流、農(nóng)業(yè)、電信、公共安全和廣播媒體等大型行業(yè)從EGX AI平臺受益，也能加速他們的AI部署。
英偉達方面表示，公司的EGX平臺正在擴展，以結(jié)合NVIDIA Ampere GPU和單個PCIe卡上的BlueField-2DPU功能，為企業(yè)提供了通用的平臺去構(gòu)建安全的加速數(shù)據(jù)中心。
在GTC2020上，英偉達還帶來了了全新的NVIDIA Maxine——一款云原生的流視頻AI平臺。
據(jù)介紹，基于這個平臺，服務(wù)提供商預(yù)計可以為每天舉行的超過3000萬次網(wǎng)絡(luò)會議帶來新的AI功能，當中包括凝視校正，超分辨率和降噪等。由于數(shù)據(jù)是在云中而不是在本地設(shè)備上處理的，因此終端用戶無需任何專用的硬件，就可以享受新的功能。
“Maxine平臺將大大減少視頻通話所需的帶寬。和傳統(tǒng)流視頻傳輸整個屏幕的像素不一樣，AI軟件會分析通話中每個人的關(guān)鍵面部點，然后智能地調(diào)整另一側(cè)視頻中的臉部。這樣就可以以更小流量的方式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸流視頻”，英偉達方面強調(diào)。
Maxine平臺同時集成了多個NVIDIAAI SDK和API技術(shù)。除了NVIDIAJarine，Maxine平臺還利用了NVIDIA DeepStream高通量音頻和視頻流SDK和NVIDIA TensorRTTM SDK，以實現(xiàn)高性能的深度學(xué)習推理。Maxine中使用的NVIDIA SDK中提供的AI音頻、視頻和自然語言功能是在NVIDIA DGX系統(tǒng)上經(jīng)過數(shù)十萬次訓(xùn)練而開發(fā)的，這進一步體現(xiàn)了其領(lǐng)先性。
除此之外，英偉達還帶來了Omniverse平臺。
據(jù)介紹，Omniverse是世界上第一個基于NVIDIA RTX的3D模擬和協(xié)作平臺，匯集了英偉達在圖形、仿真和AI方面的突破，融合了物理和虛擬世界，能夠?qū)崟r模擬真實感并具有真實感細節(jié)。
使用該平臺，遠程團隊可以同時在項目上進行協(xié)作，例如架構(gòu)師反復(fù)進行3D架構(gòu)設(shè)計，動畫師修改3D場景，以及工程師合作進行自動駕駛汽車開發(fā)，就像他們在網(wǎng)上共同編輯文檔一樣容易。
據(jù)透露，Omniverse得到了包括Adobe，Autodesk，Bentley Systems，Robert McNeel＆Associates和SideFX在內(nèi)的許多主要軟件領(lǐng)導(dǎo)者的支持。NVIDIA還計劃攜手其他領(lǐng)先的軟件提供者，以便所有藝術(shù)家和設(shè)計師都能在Omniverse上選擇自己所需的應(yīng)用程序。
得益于其GPU方面的領(lǐng)先實力，英偉達已經(jīng)在AI市場坐穩(wěn)了龍頭芯片供應(yīng)商的位置。再加上公司在如上文談到的軟硬件的投入。相信未來無論在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，還是AIoT市場，英偉達必然會有一席之地。