在当前，随着物联网的快速演进，大数据、AI、5G等技术的实施落地，数据量呈现出爆发式增长，在边缘侧数据采集规模也越发庞大，由边端到数据中心进行处理的模式，严重制约着数据处理的时效性，同时，面对不同的业务需求，IT架构模型也日趋复杂，在此时，以CPU与GPU为核心的计算单元所构成的架构，既承担着核心业务的计算，也承载着更多的基础设施操作的计算内容，在造成资源极大冲突的同时，也因此会形成通信阻塞。
数据量的持续增加，AI运算的发展，数据在网络中的通信过程中，这种传统的通信模式正在制约着整个系统的快速发展，尤其是面对着越来越庞大的数据中心，显得力不从心。新的问题出现了，怎样提高数据中心的性能？
让计算深入网络
事实上，要解决以上问题，需要对架构有所调整，从过去以计算为核心，转变为以数据为核心。以数据为中心的网络计算架构，意味着数据在哪里，计算能力就在那里，这其中有别于从前的是，当数据在网络中传输时，计算就发生在网络中。
为此，以网络计算为核心的DPU计算单元应运而生。新的方式，可以有效减少网络传输时多打一状况下的丢包情况，解决因此产生的传输瓶颈，最为重要的是，新的架构可以极大的降低网络通信延迟，所以由此看来，网络计算必然会成为未来数据中心架构的核心技术之一。
值得一提的是，将DPU引入数据中心的计算架构中，可以为业务创新提供新的思路。仅以红帽公司（Red Hat）的OVS系统为例，传统的模式下，各种计算都基于CPU，会更多的消耗CPU资源，数据包转发效率降低，而通过DPU的加持，可以实现将OVS与CPU隔离，直接将业务和OVS处于不同的计算单元，从而提升了计算性能，消除了业务瓶颈的出现。
NVIDIA网络事业部亚太区市场开发高级总监宋庆春
在高性能计算领域，DPU将被应用于云原生超级计算机中，在提高HPC业务性能的同时，依靠DPU可以将业务单元和安全单元分离，保证了业务的安全性，而DPU在物理上的隔离能力，可以有效的帮助企业进行软件防护。
构筑3U计算架构的数据中心
需要指出的是，目前的数据中心中，已经进入了多芯片融合时代，GPU已经承担了越来越多的计算任务，特别是在AI快速发展的今天。而未来，以CPU、GPU、DPU为核心的3U一体计算架构，随着时间的推移，必然会成为数据中心发展的趋势。
3U一体的计算架构，不仅仅会让数据中心在性能方面有显著提升，带来安全方面的变化，也值得肯定。
在性能上，当DPU从BlueField-2升级到BlueField-3时，它的整形计算能力提升了5倍，加密的处理能力提升了4倍，同时存储处理能力（IOP/s）的提升也会达到3-4倍，在性能端实现了跨越式发展。
在安全方面，BlueField-3从IP层，传输层以及MAC层，都可以实现400Gb/s全线速在线加解密，有效降低在线包被窃取的可能性。通过采用root-of-trust的机制，在固件升级上，必须进行授权密钥验证，进一步提升了固件安全。此外，在硬件中实施分布式安全策略支持高级交换和数据包处理（ASAP2）技术；通过内置正则表达式加速引擎执行深度数据包检测恶意活动；在受信任的环境中部署安全应用程序，与主机系统隔离以防止恶意攻击的横向移动，减少攻击面，都将进一步提升数据中心的安全性。
UCloud资深技术专家马彦青
就如，NVIDIA网络事业部亚太区市场开发高级总监宋庆春所言， 随着网络计算，随着DPU的崛起，数据中心正在成为新的计算单元，由此会引发数据中心的技术变革，计算、存储、通信都将采用统一架构的计算单元，而3U架构会成为其中的核心。
打造网络计算生态
值得一提的是，最近NVIDIA针对DPU推出相应的软件开发包DOCA，通过DOCA软件开发框架，可以实现对卸载、加速和隔离基础架构进行处理，此外支持超大规模、企业级、超级计算和超融合基础设施。
未来，可以通过DOCA实现软件定义网络、软件定义存储、软件定义安全，利用DOCA与BlueField硬件的关联，对数据中心的存储、安全和网络进行操作。通过DOCA，在DPU的使用上可以获得更多生态方面的支持。DOCA开发包提供通信库与相应的API接口，方便开发人员进行操作。
目前DPU已经获得了系统、应用、安全等众多厂商的青睐与广泛支持，这其中包含红帽、SUSE、VMware、Fortinet等等。这其中UCloud作为NVIDIA的重要合作伙伴，一直致力于推动数据中心性能的提升。UCloud资深技术专家马彦青指出，UCloud对于DPU实现硬件的卸载，以及软件与硬件结合趋势的认知非常明确，通过与NVIDIA在网络与存储上的深度合作，对数据中心的业务和模型进行解耦。
利用DPU，UCloud在网络上对传统的VPC架构进行改造，打破网关瓶颈，提升了网络性能。此外，通过将DPU的NVMe SNAP的功能在嫁接到RSSD云盘之后，实现了计算和存储的分离。未来UCloud将对虚拟化架构和裸金属架构进行统一改造，通过将服务加载到DPU中，可以释放出更多的CPU算力。
