DPU技术亮相 FMS 2017
发布日期:
2017-08-17

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2017年8月8日,2017年全球闪存峰会(Flash Memory Summit)在美国圣克拉拉国际会议中心开幕。峰会旨在为与会者提供有关闪存现状及其应用的讯息,呈现最新的闪存新产品和新技术。作为全球闪存存储行业规模最大、影响力最强的年度会议,本届闪存盛会吸引了全球闪存领域从业人员的目光。

 

DPU技术亮相 FMS 2017

 

闪存峰会主要有两大部分,技术/市场论坛和展会。作为闪存界的重量会议,FMS2017下设多个论坛会场,议题涵盖存储架构、存储介质、存储控制器、企业级存储和固件算法等多个专业领域,吸引了存储系统供应商、数据中心、互联网企业、NAND Flash原厂以及控制器供应商等众多知名企业和机构与会。拥有智能存储核心技术的新锐企业,深圳大普微电子科技有限公司首次荣幸受邀参展,并在硅谷当地时间2017年8月9日下午4点,在会议主旨技术论坛上发表主题演讲。公司董事长、IEEE Fellow、美国罗德岛大学讲席教授杨庆博士在论坛上发表题为“Introducing DPU: Data_storage Processing Unit”的演讲,深圳大普微电子科技有限公司正式向全球发布一种全新的存储控制器架构:DPU,一种向SSD存储设备中引入人工智能的新型处理器架构。

 

DPU技术亮相 FMS 2017

 

杨庆教授首先分享了DPU诞生的时代背景。以往传统的HDD、SSD控制器都是MCU/CPU架构,以固件的方式管理数据。但在大数据时代,随着数据量的指数级增长和新型存储技术的出现,存储设备的控制与管理变得越来越复杂,传统的存储控制器架构已经不能满足需求。正是基于这种现状,大普微设计出一种专门针对数据管理的控制器芯片——数据存储处理器(DPU)。DPU的出现,堪比20多年前GPU的出现一样,都是把某一类型日夜繁重的任务从CPU/MCU独立出来,用专用处理器管理,具有划时代的意义。

 

杨庆教授接着介绍了DPU的功能和特色。DPU芯片是一种智能化的SSD控制器芯片,颠覆传统的CPU架构模式。DPU芯片在数据存储器内部对数据进行智能管理、控制、分析与聚类。DPU芯片引入机器学习算法,可以对用户I/O模式进行自学习,针对复杂多变的存储应用,自适应优化I/O性能、数据的可靠性和完整性;同时对写数据进行智能分组,减少闪存擦写次数,延长SSD使用寿命。DPU芯片在数据安全方面也有诸多关键技术,如硬件实现的关键字加密查询技术,在加密数据不解码的情况下实现关键字查询,保障云存储环境下的数据使用和传输安全。

 

DPU芯片的最主要特色是具有高级数据分析功能(ADA,Advanced Data Analytics)——存储即计算技术。在存储器内做计算,DPU用硬件实现了两个关键技术。一是利用硬件实现Grep算法,可以在SSD内部对存储的数据做关键字搜索。与传统的软件Grep需要把数据调入内存的做法不同,DPU的硬件Grep具有流水线并行设计逻辑,在SSD内部靠近数据的地方做字符串的线速搜索。DPU芯片的Grep技术极大地提高了数据搜索速度,显著降低I/O占用率。当系统安装多个SSD时,更具有分布式计算的优点,极大地提高系统性能。二是利用全硬件、流水线方式做特定的数据格式转化(Scanf技术),实现存储数据的序列化/反序列化处理。由于DPU在数据格式转化过程中无需主机CPU参与,使得系统实时性增强,达到线速的执行效率。DPU的Grep和Scanf功能把很多以前需要CPU/内存处理的数据计算任务调整到DPU/SSD内部完成, 整机的计算效率提升一至两个数量级,同时极大地释放CPU/内存/总线资源,显著降低系统功耗。杨庆教授在DPU评估板上现场展示了Scanf和Grep技术的实际案例。

 

DPU技术亮相 FMS 2017

 

DPU芯片架构的发布,引起与会者热烈的讨论与互动。现场包括计算机架构和存储领域专家学者、云计算开发者、大数据架构师、通信与网络设计师以及国际同行们,纷纷肯定DPU这种革命性的技术突破,祝贺深圳大普微电子在智能存储领域做出的开创性贡献,并索取资料,希望做进一步的了解与合作。