計算與存儲的連接可擴展,美華裔教授和技術主管來深圳創業

網絡與存儲   作者:王瑩 時間:2018-07-04來源:電子產品世界

  一位是美國羅德島大學的終身教授,一位是高通美國公司的前技術主管,入選深圳“孔雀計劃”后回國,研發的DPU(數據存儲處理器)芯片呼之欲出……

  在近日北京舉行的“2018安創成長營”路演上,大普微電子(筆者注:DPU的中文諧音是“大普”)的CEO楊亞飛先生介紹了他們的構想和即將出爐的產品。

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  DPU將計算和智能融入SSD存儲器

  當前,人們已經身處在大數據和人工智能時代,全球數據量每18個月增加1倍,這種爆炸性的數據增長對數據存儲提出了新的要求。

  過去機械硬盤(HDD)是存儲的主力,現在機械硬盤正在被固態硬盤(SSD)取代??梢钥吹?,這種變化已經出現在消費類市場,未來幾年,企業級SSD取代HDD的趨勢將會越來越明顯。以PCIe SSD為例,據IDC預測(如下圖右),從2017年到2020年的三年內,年復合增長率將達到74.35%,到2020年全球每年需要企業級PCIe接口的SSD 1600萬塊。以每塊SSD硬盤1~2萬元的均價計算,全球市場將達到數千億元人民幣的量級。

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  然而,企業級SSD基本上由英特爾、西部數據和三星等國外公司提供,兩類核心存儲部件:閃存顆粒和主控芯片,也被國外企業所掌握。


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  為此,大普不僅是在做國產自主可控,也不是單單在做一個主控芯片或者SSD,而是在實現一次重大的技術創新!

  打通啞鈴的狹窄連接

  通常,主控芯片一方面連接存儲介質,另一方面通過主機向上層的云計算、大數據以及人工智能的各種應用提供支持。但存儲介質和上層應用一直在持續地發展,因而現在的主控技術已經不能滿足需求,形成了啞鈴狀的計算機體系結構,如下圖。


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  可見,左邊是英特爾和AMD,引領了計算潮流,使得計算速度在過去15年中增加了數十倍;右邊是希捷、西部數據和三星等存儲器公司,使存儲的單盤容量在過去15年中增加了數百倍;而數據傳輸通道在過去15年中只增加了幾倍!

  未來如果仍然是存儲和計算分離,那么做計算時數據都需要從存儲盤調到主機的內存,傳輸帶寬將會成為一個非常大的瓶頸。

  DPT:計算機歷史上的又一革新

  回顧一下計算機顯示領域的革命。眾所周知,顯示和存儲是計算機的兩大外部設備,很多年前,顯示是由主機的CPU和顯示器的MCU共同完成管理和控制,但是由于像素的不斷增加,清晰度越來越高,原來的控制技術不能滿足需求。美國英偉達公司發明了GPU(Graphic Processing Unit),應用于PC、手機、服務器和人工智能等行業和領域,這是過去發生在顯示領域的革命。

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  同樣,在大數據和人工智能時代,存儲控制領域也需要一次革命。

  大普微電子于2017年研發了數據存儲處理器芯片(Data-Storage Processing Unit,簡稱DPU),在SSD硬盤內實現計算和智能學習。其中包含Processing in Processing(PIS)技術。另有人工智能技術,可以大大優化I/O,延長存儲壽命,盤內計算可以大大減少總線數據量,減輕主機CPU的負擔。

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  與同行的比較

  幾年前,就有人提出Computingin Memory,要把Memory和Computing結合,因此最關鍵的還是SSD Controller做得怎么樣。大普的人力資源足夠嗎?據悉,大普DPU芯片研發團隊大概有30人規模,未來還需要更多優秀人才加盟。

  另據大普介紹,在2017年8月的全球閃存峰會上,大普曾與西部數據等公司進行過深度技術交流,了解到國外公司研究的重點是在內存(memory)領域實現計算,大普實現的是在SSD中進行加速計算。

  實際上,很多公司也認識到了數據傳輸的瓶頸。例如硅谷有家Scaleflux公司,不過,他們的特色是在數據壓縮方面比較擅長,方法是基于FPGA做SSD。大普的特點是計算實現了很多功能,比如數據的查詢和排序、數據格式的轉換,還有加/解密等功能;此外,在SSD盤上實現了人工智能的功能。

  大普人很有“背景”

  DPU概念首次由楊慶教授、李衛軍教授和此次講演人楊亞飛博士提出,他們三人也是公司的創始人。

  楊慶教授在美國羅德島大學的終身教授,之前有過四次創業經驗,2013年最后一家公司Velobit被西部數據收購,當年西數開始從機械硬盤(HDD)到固態硬盤(SDD)的轉型。

  李衛軍教授是中科院半導體研究所的研究員和博導,之前在美國羅德島大學做過訪問學者。

  楊亞飛博士是美國羅德島大學博士,在美國高通擔任過8年技術主管。

  大普公司經過2年發展,現在已經組建起了一支70人的團隊,團隊成員平均工作年限超過8年。

  大普成立之初,曾榮獲深圳海外高層次人才“孔雀計劃”,并在答辯中榮獲第一名,獲得深圳市和龍崗區政府5000萬元的創新創業資助。創業至今已經2年,擁有了30多項發明專利,其中有3項美國授權專利。

  大普成立兩年。2016年7月大普獲得深圳市政府天使輪投資,2017年獲得國中創投A輪融資。

  研發進展

  截至到目前,大普已經完成了FPGA的產品原型。2018年和2019年的目標是打造一款基于第三方主控的智能SSD硬盤,并實現量產。2019年大普的DPU將做ASIC流片,逐步實現芯片量產。

關鍵詞: DPU SSD 存儲器

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