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中国移动：DPU裸金属服务器技术规范和生态建设-2022开放数据中心峰会（16页）.pdf

编号：101030

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中国移动：DPU裸金属服务器技术规范和生态建设-2022开放数据中心峰会（16页）.pdf

1、DPU裸金属服务器技术规范和生态建设演讲人：王鹏演讲单位：中国移动研究院目录01机遇与挑战裸金属服务器技术规范解读总结和展望020304中国移动DPU标准和生态建设趋势与机遇产业数字化转型要求极致的数据处理效率以DPU为代表的软硬件深度融合的新型计算架构逐渐兴起DPUAI芯片GPUCPUHDDiSCSI、NVMeSDNRDMASSDDPUCPUAI芯片GPUHDDiSCSI、NVMeSSD数据多样性催生以数据为中心的新型计算架构DPU是算力网络算力基础设施坚实底座中国移动所提出的算力网络业务对于底层基础算力和数据中心网络的要求更加高端和多样化DPU可实现低损耗、高性能、高灵活、强安全，支撑算

2、力网络多样化业务需求DPUCPU、GPU、AI芯片管理运维系统虚拟机容器裸金属业务网络、存储网络算力节点算力服务形态算力服务管理编排业务场景智能计算大数据云游戏分布式存储技术体系不完善、产业生态不健全是DPU行业面临的核心挑战各自为营、定向适配的商业模式限制了DPU的产业发展，亟需完善技术体系，构建统一软硬件标准，加强产业合作，推动DPU产业生态稳步健康发展产业生态技术体系DPU与云平台、服务器三位一体共同构成端到端解决方案，任一环节的缺失均会影响产业落地技术架构不独立：DPU本质是云化、虚拟化技术从纯软件实现向软硬结合发展的结果，技术架构与云计算关系密切，耦合度高技术路线不明晰：DPU在实现

3、某一功能时，存在多种技术路线，无法收敛技术标准不成熟：DPU功能与接口缺乏标准，硬件及服务器多为定制化实现，国内外相关标准组织刚刚起步DPU落地商用需要云平台、DPU、服务器三方定向适配，导致适配时间长、成本高云计算的需求决定DPU技术体系，云计算新技术、新场景迭代频繁，使得DPU的“易用性”成为落地关键服务器DPU云平台目录01机遇与挑战裸金属服务器技术规范解读总结和展望020304中国移动DPU标准和生态建设为什么做硬件规范技术现状：裸金属智能网卡内除网络芯片外还会包含轻量级CPU芯片（或集成在其他芯片内的处理器内核）及带外管理模块，该部件可看作在服务器内部的另一个小型服务器。裸金属智能网

4、卡的引入对传统服务器设备提出了定制化要求行业已有的解决方案：大云采用 JDM 模式，服务器+DPU硬件全定制实现做规范的驱动力：集采模式存在服务器整机与裸金属卡硬件解耦的需求，多样化的DPU卡厂商与服务器厂商也存在彼此适配的需求。新技术的规模推广需要足够聚焦足够灵活的硬件规范进行设计拉齐硬件加速引擎网口网口协处理器CPUCPUCPUPCIeSlot硬件加速引擎网口网口协处理器CPUCPUCPUPCIeSlotPCIeSlotVender A：裸金属智能网卡Vender B：通用服务器PCIeSlotDPU主从服务器整机定制化服务器设备定制卡规范做什么硬件加速引擎网口Vender B：通用服务器

5、网口协处理器CPU带外管理供电Vender A：裸金属智能网卡CPUCPU电源带外管理散热模组PCIe槽位时序控制PCIe槽位目标：用于指导基于DPU的裸金属服务器设计，约束整机硬件所能为卡提供的最大能力，让服务器与卡具备适配前提范围：适用于数据中心通用服务器产品，使用对象为服务器厂商（不涉及裸金属卡的硬件标准化）内容：面对未来2-3年技术趋势，遵循最小影响原则做通用增强，设置 Optional 等级约束，聚焦“四个统一”，形成可量化的硬件规范统一服务器结构及供电最大能力统一硬件辅助边带信号定义统一散热能力统一带外管理功能边界约束服务器可支持卡的最大结构规格及最大功耗门限约束服务器可支持卡

6、在服务器未开机状态启动约束服务器支持未开机状态对卡进行散热及调速约束服务器能够提供给DPU的辅助边带信号逐步收敛DPU及服务器两者带外管理模块的职责及交互框架，最终做到边界清晰结构及槽位信号解读关键点1：槽位最大支持全高、双宽、3/4长规格的标准PCIe设备关键点2：（optional）建议裸金属卡所在槽位的100MHz时钟在主板S5状态使能关键点3：（optional）裸金属卡为解决卡自身散热需求会倾向采用较重材质的散热片设计，建议整机结构预留支持卡的卡尾设计，设计兼容半长、3/4长卡供电及散热解读关键点1：为满足裸金属场景云平台管理需求，整机需要支持裸金属卡在整机 S5 状态启动，

7、即裸金属卡与主板内 BMC、CPLD 等设备同时上电，也需要具备在 S5 状态下对裸金属卡进行针对性散热的能力关键点2：满足金手指+主板辅助供电总功耗不小于 225W，（optional）建议根据需求及方案综合评估是否提供总功耗不小于 300W 的供电能力关键点3：（optional）建议整机可提供在BIOS或BMC下选择PCIe槽位是否支持特殊供电方式（S5下使能）或通用供电方式（无S5下使能）的选项硬件加速引擎网口网口协处理器CPU带外管理供电连接器CPUCPU电源带外管理散热模组PCIe槽位时序控制PCIe槽位主板供电连接器提供辅助供电能力12V电轨，12.5A以上电流主板PCIe槽

8、位提供75W 供电能力服务器未开机时裸金属卡所在槽位的供电及散热无法满足，是硬件生态面临的首要问题部件功耗已突破150W且日益上涨，需要谨慎讨论功耗门限供电及散热解读关键点4：主板BMC需能够在整机S5和S0状态下获取裸金属卡内关键温度信息，包括但不限于进出风口、FPGA、SOC、ASIC、光模块、内存模组等，在主板S5及S0状态提供针对性的风扇调控策略关键点5：（optional）建议支持S5状态下N颗风扇转速调节（N小于等于整机内总风扇数量），以降低整机能耗硬件加速引擎网口网口协处理器CPU带外管理供电CPUCPU电源带外管理风扇PCIe槽位时序控制PCIe槽位建议支持S5状态仅部分风

9、扇使能，精细化调速主板BMC在S5及S0均可获取DPU内关键温度信息风扇风扇风扇辅助边带信号解读关键点1：除了标准PCIe槽位以外，辅助边带信号应包括 NSCI 信号，并选择性提供 UART、I2C、RSVD_IO 信号关键点2：（optional）RSVD_IO建议由辅助边带信号连接器连接至主板CPLD GPIO，利用CPLD可编程特性满足不同场景的差异化需求。包括但不限于裸金属卡在位、裸金属卡心跳信号、裸金属卡BootComplete、线缆插稳检测等关键点3：规范不对辅助边带信号的连接器选型及 Pin 定义进行约束信号名称信号电平信号描述必要性RBT_REF_CLK3.3VRMII参

10、考时钟，典型频率50MHz 50 ppm必选RBT_CRS_DV3.3VRMII控制信号必选RBT_RXD0 RBT_RXD13.3VRMII数据接收信号必选RBT_TX_EN3.3VRMII控制信号必选RBT_TXD0 RBT_TXD13.3VRMII数据发送信号必选I2C_SCL3.3VI2C时钟信号optionalI2C_SDA3.3VI2C数据信号optionalUART_TX3.3V串口数据发送信号，多用于满足裸金属卡与主机BMC SOL需求optionalUART_RX3.3V串口数据接收信号，多用于满足裸金属卡与主机BMC SOL需求optionalRSVD_IO03.3V预留信

11、号optionalRSVD_IO13.3V预留信号optionalRSVD_IO23.3V预留信号optionalRSVD_IO33.3V预留信号optionalGND3.3V地信号必选规范后续规划项目后续将会围绕裸金属服务器双带外管理模块功能边界、BIOS及BMC特征需求、整机上下电及运维场景等方面进行探讨并给出方案建议，并逐步推动规范在通用服务器中的物理实现DPU卡是否必须具备带外管理模块？DPU卡的带外管理模块与Host-BMC的顶层关系？带外管理模块应具备哪些必须功能？面向弹性裸金属应用，裸金属服务器的BIOS、BMC是否有特征需求可以进行归一化？裸金属卡是在服务器内运行的“第二套小系

12、统”，裸金属卡又作为PCIe Slave设备挂在Host-CPU下引入裸金属卡后，卡与整机的上下电，卡的复位、固件升级、异常下电、故障处理等场景需要如何设计？DPU卡带外管理模块Host-BMCHost-BMCHost-BIOS弹性裸金属应用裸金属服务器DPU目录01机遇与挑战裸金属服务器技术规范解读总结和展望020304中国移动DPU标准和生态建设中国移动DPU标准和生态建设DPUCPU硬件加速引擎Host OS管理系统存储系统网络系统计算系统虚拟机/容器裸金属分阶段推进软件标准化：围绕管理、网络、存储、计算、安全五大软件系统，定义DPU软件功能要求和交互接口建立DPU开放实验室：锚定业务场景孵化器、技术方案实验床、产业聚合平台三大定位，推进DPU产业稳步健康发展业务场景孵化器技术方案实验床产业聚合平台安全系统三云实践：面向公有云业务、5G网络云业务、IT私有云业务，同步推进内部试点及企标制定，明确特征性需求，最大化使能DPU能力移动云网络云IT云中国移动在DPU标准和生态建设方面有着系统化布局及分阶段推进策略目录01机遇与挑战裸金属服务器技术规范解读总结和展望020304中国移动DPU标准和生态建设总结与展望未来，中国移动愿与开放数据中心一道持续推进新技术生态建设芯片层级部件层级整机层级多层级探讨硬件规范，聚拢产业伙伴，达成技术共识，助推产品规模应用

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