許多人都在討論 DPU（數據處理器）智能網卡，但卻忽略了一個簡單的問題：智能網卡是什么，智能網卡有什么作用？

網卡（NIC），全稱網絡接口卡，是一張 PCIe 卡，可以插入服務器或存儲盒，實現與以太網連接。而 DPU 智能網卡超越了簡單的連接，并在網卡上實現了網絡流量處理，相比其他的基礎網卡，這些處理必須交由 CPU 來執(zhí)行。

部分供應商對 DPU 智能網卡的定義是完全集中在應用上的，但是這樣定義并不準確，因為不同的供應商有不同的架構。例如，一張 DPU 智能網卡可以基于 ASIC、FPGA 和 SoC 芯片。然而，只生產一種網卡的廠商通常會認為只有他們的網卡才稱得上是智能網卡。

ASIC 型網卡

高性價比

高廠商開發(fā)成本

可編程及可擴展

其靈活性受限于預設定功能

FPGA 型網卡

性能好，但價格昂貴

編程難度大

特定應用的優(yōu)化

SoC 型網卡 + CPU

性價比較好

可編程處理器

最高靈活性

最簡單的可編程性

不同的實現方式在成本、編程的難易程度和靈活性方面各有利弊。ASIC 的成本效益最高，性價比有可能最佳，但靈活性有限。NVIDIA ConnectX-5 等 ASIC 型網卡有一個可編程的數據路徑，配置起來相對簡單。然而，其功能是由 ASIC 內定義的功能所決定的，這可能導致某些應用無法得到支持。

相比之下，NVIDIA Innova-2 Flex 等 FPGA 型網卡具有高度可編程性。只要有足夠的時間和精力，在 FPGA 可用資源的限制范圍內，它可以相對有效地支持幾乎任何功能。但眾所周知，FPGA 編程難，價格高。

對于更復雜的用例，如 NVIDIA BlueField DPU 可編程智能網卡 一類的 SoC 型智能網卡似乎是最好的 DPU 智能網卡實現選項：具有良好的性價比、易于編程且靈活性高。

單一討論特定供應商如何實現 DPU 智能網卡，并不能回答其功能問題和架構設計的問題。NVIDIA 實際上提供基于上述每一種架構的產品，這些產品都可以歸類為 DPU 智能網卡。事實上，客戶可以根據需求，將這些產品分別用于不同的應用。因此，對 ASIC、FPGA、SoC 等實現選項的關注顛覆了“形式服從功能”的理念，而這種理念是最佳架構的基礎。

筆者并沒有把重點放在架構設計上，而是調整了《個人電腦雜志》百科全書條目，對什么是 DPU 智能網卡，給出了一個更實用的定義：

DPU 智能網卡：

DPU 型網絡接口卡（網絡適配器）可以卸載通常由系統 CPU 所負責處理的任務。DPU 智能網卡使用其板載的處理器，來執(zhí)行任何加密/解密、防火墻、TCP/IP 和 HTTP 網絡處理不同任務的組合。智能網卡非常適合于高流量的網絡服務器。

定義中有兩點需注意：第一點，它更專注于功能而非架構設計；第二點，定義中以“……使用其板載處理器……來執(zhí)行任何……網絡處理任務組合”這一敘述中的暗示。由此可見，嵌入式處理器是實現靈活執(zhí)行絕大部分網絡功能的關鍵。

用戶可以進一步拓展這一定義為“只需添加 DPU 智能網卡，就有可能執(zhí)行網絡、存儲或 GPU 虛擬化”。除網絡服務器外，智能網卡也同樣適用于電信、安全、機器學習、軟件定義存儲和超融合基礎設施服務器。

網卡類別

我們可以通過網絡適配器所支持的功能，以及用于加速的不同應用來區(qū)分三類網卡：

基礎網卡

智能網卡

智慧網卡

NVIDIA BlueField DPU 從智能網卡中脫穎而出成為了新興類別。

基礎網卡只能移動網絡流量，并且除了可能的 SRIOV 和基本的 TCP 加速外，具有很少，甚至沒有卸載功能。它不能節(jié)省任何 CPU 周期，也不能卸載數據包轉發(fā)或數據流的處理。NVIDIA 已不再出售基礎網卡。

NVIDIA ConnectX 適配器系列具有可編程數據路徑，并且可以加速公有云用例中十分重要的多個功能。因此，此類網卡可定義為智慧網卡（iNIC）。如今，與公有云提供商一樣，可能本地企業(yè)、電信公司和私有云也需要這種可編程性和加速功能。它還可以被稱為首字母不帶大寫“S”的高級智能網卡（smarterNIC）。

許多客戶需要 DPU 智能網卡功能，而往往卻只能找到其他供應商提供的 FPGA 型網卡，或者是 FPGA 加上有自定義能力的專有處理引擎而組成的網卡。但是，當客戶需要一款最符合他們的特殊處理流程的網卡時，客戶通常會最終選擇 ConnectX 系列 iNIC，因為 ConnectX 能實現特定應用所需要的功能，亦能夠提供這些供應商號稱的“智能網卡”所具備的功能，性能和靈活性，而功耗和成本卻遠低于這些智能網卡。

因此，根據部分其他業(yè)界內所使用的智能網卡定義，NVIDIA的 ConnectX NIC 確實是他們定義的“智能網卡”，雖然我們只把它稱為智慧網卡，或有高級智能的網卡。NVIDIA 的 FPGA 型網卡（Innova）也同樣是傳統意義上的智能網卡，而我們的 SoC 型網卡（BlueField）才是最智能的智能網卡，可以將它稱之為天才型的智能網卡（Genius NIC）。

到底什么才是智能網卡的完整定義？DPU 智能網卡是一個具有加速能力并可卸載服務器（或存儲服務器）的 CPU 功能的網絡適配器。那么，該如何建造一個 DPU 智能網卡？哪種智能網卡才可以最好地滿足客戶需要執(zhí)行的不同任務呢？要弄懂這些問題，必須深挖更多的細節(jié)。例如，搞清楚到底有哪些數據路徑以及虛擬化是可以被加速的，同時，這樣的加速是如何在 DPU 智能網卡上使用的。

編輯：jq