DPU server là gì? Những tính năng nổi bật của DPU server

Trong thế giới kỹ thuật số hiện đại, DPU server là một khái niệm được đưa ra với sự phát triển của các ứng dụng đòi hỏi tính năng xử lý dữ liệu cao và khả năng phân tích thông tin chính xác. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về khái niệm này. Vậy, DPU server là gì và tại sao nó quan trọng đến vậy? Hãy cùng Việt Tuấn tìm hiểu về chủ đề này để có cái nhìn tổng quan hơn về các thiết bị mạng hiện đại và tầm quan trọng của chúng đối với các ứng dụng công nghệ.

1. DPU server là gì?

DPU server là gì? Nếu bạn là một nhà quản trị hệ thống hoặc làm việc trong lĩnh vực công nghệ thông tin, bạn có thể đã nghe về khái niệm này. DPU được viết tắt từ Data Processing Unit, đây là một loại bộ xử lý hiệu suất cao có thể lập trình được sử dụng để tăng tốc các chức năng mạng và lưu trữ cho các máy chủ trung tâm dữ liệu. Với sức mạnh tính toán và khả năng xử lý tương tự như các chip xử lý trung tâm (CPU), DPU được thiết kế để chuyên biệt cho các tác vụ liên quan đến mạng và lưu trữ, giúp tăng cường hiệu suất và độ tin cậy của các hệ thống. 

Các ứng dụng phổ biến của DPU bao gồm quản lý mạng, bảo mật mạng, ảo hóa, lưu trữ và các nhiệm vụ tính toán tương tự. Với sự phát triển của công nghệ, DPU đang trở thành một phần quan trọng của các hệ thống máy chủ trung tâm dữ liệu và được sử dụng rộng rãi trong các công ty và tổ chức lớn.

2. DPU bao gồm các thành phần nào?

DPU server là một hệ thống gồm nhiều thành phần, trong đó bao gồm CPU đa lõi với hiệu năng cao, cho phép lập trình bằng phần mềm và thường được dựa trên kiến trúc ARM. Thêm vào đó, giao diện mạng hiệu suất cao với khả năng phân tích, xử lý và truyền dữ liệu hiệu quả ở tốc độ cao, hoặc tốc độ chung của phần còn lại trên network.  Không chỉ vậy, một bộ máy tăng tốc linh hoạt và có thể lập trình đa dạng còn giúp giảm tải và cải thiện hiệu suất ứng dụng cho các lĩnh vực như AI và Machine Learning, bảo mật, viễn thông và lưu trữ. Tất cả những thành phần này đều được tích hợp vào DPU server để mang lại sự mạnh mẽ và hiệu quả cho các ứng dụng mạng và lưu trữ.

Xem thêm ứng dụng và chủ đề liên quan: GNNs là gì? Khái niệm chi tiết và ứng dụng thực tế của GNNs

3. Các tính năng nổi bật của DPU server

Dựa trên các thông tin trên internet, DPU server là một bộ xử lý hiệu suất cao, và đi kèm với nhiều tính năng nổi bật. Để tăng tốc độ xử lý mạng và lưu trữ cho các máy chủ trung tâm dữ liệu, DPU được trang bị nhiều tính năng mạnh mẽ. 

Đầu tiên, DPU có thể kết nối tốc độ cao qua một hoặc nhiều giao diện có tốc độ từ 100 Gigabit đến 200 Gigabit, đảm bảo tốc độ truyền dữ liệu nhanh và hiệu quả. Thứ hai, DPU có khả năng xử lý các gói với tốc độ cao, giúp tối ưu hóa hiệu suất mạng. Ngoài ra, DPU còn được trang bị bộ xử lý đa lõi thông qua CPU dựa trên kiến trúc ARM hoặc MIPS, và bộ điều khiển bộ nhớ hỗ trợ cho RAM DDR4 và DDR5. DPU còn có các tính năng Accelerators, hỗ trợ chuẩn PCI Express Gen 4 và các tính năng bảo mật. Cuối cùng, hệ điều hành tùy chỉnh của DPU được tách biệt khỏi hệ điều hành của hệ thống máy chủ, đảm bảo tính an toàn và ổn định của hệ thống. Tất cả những tính năng này giúp cho DPU server trở thành một công cụ vô cùng hiệu quả trong việc xử lý dữ liệu và mạng trong các trung tâm dữ liệu.

4. Vai trò của DPU server trong xử lý và tối ưu dữ liệu

DPU server là một thành phần quan trọng trong hệ thống máy chủ trung tâm dữ liệu, đóng vai trò là bộ điều khiển lưu lượng dữ liệu và phân phối tài nguyên lưu trữ. 

Với khả năng xử lý các gói dữ liệu với tốc độ cao, DPU giúp giảm tải cho CPU và tăng hiệu suất cho hệ thống. DPU được cắm vào khe PCIe của máy chủ và cho phép máy chủ tải các chức năng mạng và lưu trữ từ CPU sang DPU.

DPU thường sử dụng FPGA có thể lập trình để tăng tốc lưu lượng mạng, tương tự như GPU được sử dụng để chuyên xử lý đồ họa. Với khả năng này, DPU sẽ trở thành thành phần thứ ba trong hệ thống máy chủ trung tâm dữ liệu, cùng với CPU và GPU.

Cả 3 thành phần CPU, GPU và DPU sẽ đảm nhận những vai trò riêng của mình. CPU được sử dụng cho mục đích xử lý tính toán chung, GPU chuyên xử lý đồ họa và DPU đảm bảo việc truyền dữ liệu tốc độ cao trong các trung tâm dữ liệu. 

Với sự kết hợp của cả ba thành phần, hệ thống máy chủ trung tâm dữ liệu sẽ hoạt động hiệu quả hơn và đáp ứng được nhu cầu của người dùng một cách tốt nhất.

Tìm hiểu bài viết: CPU server là gì? Sự khác biệt của CPU server với CPU thông thường.

5. Các giải pháp DPU server phổ biến hiện nay 

DPU (Data Processing Unit) hay còn gọi là Đơn vị Xử lý Dữ liệu đang trở thành một giải pháp phổ biến trong ngành công nghiệp máy tính. Đây là một bộ xử lý nhúng độc lập hoặc được tích hợp vào SmartNIC (Network Interface Card thông minh), làm thành phần chính trong máy chủ.

Nvidia đã phát hành hai loại DPU là Nvidia Mellanox BlueField 2 DPU và BlueField 2X DPU. Những sản phẩm này kết hợp với một GPU Ampere bổ sung để cho phép chức năng trí tuệ nhân tạo trên DPU. Nvidia đã tích hợp một GPU trên DPU của mình để xử lý bảo mật, mạng và quản lý lưu trữ.

Với sức mạnh tính toán và khả năng xử lý tương tự như các chip xử lý trung tâm (CPU), DPU được thiết kế để chuyên biệt cho các tác vụ liên quan đến mạng và lưu trữ, giúp tăng cường hiệu suất và độ tin cậy của các hệ thống. 

Các công ty như Intel và Xilinx cũng đang cung cấp nhiều sản phẩm DPU khác nhau, bao gồm SmartNIC sử dụng kiến trúc FPGA để tăng tốc các chức năng mạng và lưu trữ. FPGA cho phép tùy chỉnh đường dẫn dữ liệu vì bản chất có thể lập trình của FPGA.

Xilinx cung cấp nhiều sản phẩm SmartNIC khác nhau bao gồm cả loại ALVEO. Trong khi đó, Intel cung cấp giải pháp SmartNIC mới được gọi là Silicom FPGA SmartNIC N5010, kết hợp Intel Stratix 10 FPGA với bộ điều hợp Intel Ethernet 800 Series, cung cấp 4 cổng Ethernet 100 Gigabit để đáp ứng nhu cầu sử dụng băng thông cao trong trung tâm dữ liệu.

Với khả năng xử lý dữ liệu nhanh chóng và hiệu quả, DPU được sử dụng để triển khai các công nghệ như Machine Learning hoặc Deep Learning để xác định và ngăn chặn hành vi tấn công mạng. 

Các SmartNIC cung cấp khả năng tăng cường mức hiệu suất của trung tâm dữ liệu bằng cách giảm tải chức năng chuyển đổi, lưu trữ và bảo mật vào một nền tảng duy nhất kết hợp cả FPGA và Xeon Processors của Intel.

Tạm kết

DPU server có thể được coi là bước tiến mới trong công nghệ xử lý dữ liệu với sự tích hợp của GPU và DPU, mang lại khả năng xử lý mạnh mẽ và bảo mật vượt trội. Sử dụng DPU server có thể giúp tăng cường hiệu suất và giảm thiểu thời gian xử lý, đồng thời cung cấp một giải pháp bảo mật tối ưu cho dữ liệu.