Nvidia, DPUs à vista, e não apenas GPUs e CPUs

A Nvidia planeja adquirir a ARM. Nesse caso, além de GPUs e CPUs, um novo chip chamado DPU será lançado. A empresa explica o que é e descreve seu roteiro para os próximos anos. A CPU e a GPU são componentes de nossos computadores há décadas e, embora o papel da GPU tenha evoluído para além dos gráficos, passando a executar operações de propósito geral que aproveitam ao máximo seus recursos de computação paralela, novos tipos estão surgindo na indústria da computação: as DPUs.

DPU, o que é isso?

Com a aquisição da ARM, as novas Unidades de Processamento de Dados (DPUs), resultantes da aquisição da Mellanox, também entrarão em cena. De acordo com o CEO da Nvidia, Jen-Hsun Huang, as DPUs representarão um dos três pilares principais da computação no futuro. A CPU é para computação geral, a GPU para computação acelerada e a DPU transfere dados para o centro de dados e processa as informações.

A Nvidia define a DPU como um chip (SoC) composto por um processador multi-core de alto desempenho , programável por software, equipado com uma interface de rede de alta velocidade e mecanismos especializados projetados para acelerar operações específicas, como inteligência artificial. Todas essas capacidades são essenciais para fornecer computação isolada, bare-metal e nativa da nuvem, que definirá a próxima geração da computação em nuvem. Essencialmente, trata-se de um processador especializado capaz de lidar com cargas de trabalho de rede e segurança de armazenamento.

A DPU pode ser usada como um processador integrado independente , mas geralmente é integrada a uma SmartNIC, que é um controlador de interface de rede essencial para servidores de última geração. No caso da Nvidia, a empresa desenvolveu uma DPU chamada BlueField-2. Ela está atualmente em fase de testes e estará pronta para ser entregue aos parceiros em 2021.

O famoso BlueField-2

A Bluefield-2 é baseada em um SoC personalizado. Ela possui oito núcleos ARM Cortex-A72 e dois mecanismos de aceleração VLIW. Inclui uma placa de rede ConnectX-6 DX para conectividade de rede de alta velocidade. A Nvidia lançará duas placas equipadas com DPUs: Bluefield-2 e Bluefield-2X. A Bluefield-2 é uma smartNIC tradicional com uma DPU e duas portas de rede. A Bluefield-2X, além da DPU, inclui uma GPU baseada na arquitetura Ampere (provavelmente a GA102, mas isso não está confirmado). Isso visa acelerar o que a Nvidia chama de "computação em rede". Olhando para o futuro, a Nvidia já tem um roadmap claro, com as famílias BlueField-3 e BlueField-4 já em desenvolvimento: a BlueField-3 será uma versão aprimorada da BlueField-2, enquanto com a BlueField-4, a empresa planeja construir uma placa gráfica com uma única DPU de alto desempenho, capaz de lidar com a carga de trabalho de uma DPU e GPU combinadas. O objetivo é um desempenho de computação de IA de até 400 TOPS.

Assim como já foi feito no campo das GPUs com CUDA, também no caso das DPUs, a empresa americana está trabalhando no lado do software, propondo o que é chamado de arquitetura "Data Center Infrastructure-on-a-Chip" (DOCA), ou seja, um modelo de programação para DPUs que pode facilitar a vida dos desenvolvedores.