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打通计算与存储的狭窄连接,美华裔教授和技术主管来深圳创业
wangying | 2018-07-03 22:46:24    阅读:6382   发布文章

    一位是美国罗德岛大学的终身教授,一位是高通美国公司的前技术主管,入选深圳“孔雀计划”后回国,研发的DPU(数据存储处理器)芯片呼之欲出……

    在近日北京举行的“2018安创成长营”路演上,大普微电子(笔者注:DPU的中文谐音是“大普”)的CEO杨亚飞先生介绍了他们的构想和即将出炉的产品。

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                 DPU将计算和智能融入SSD存储器

       当前,人们已经身处在大数据和人工智能时代,全球数据量每18个月增加1倍,这种爆炸性的数据增长对数据存储提出了新的要求。

       过去机械硬盘(HDD)是存储的主力,现在机械硬盘正在被固态硬盘(SSD)取代。可以看到,这种变化已经出现在消费类市场,未来几年,企业级SSD取代HDD的趋势将会越来越明显。以PCIe SSD为例,据IDC预测(如下图右),从2017年到2020年的三年内,年复合增长率将达到74.35%,到2020年全球每年需要企业级PCIe接口的SSD 1600万块。以每块SSD硬盘1~2万元的均价计算,全球市场将达到数千亿元人民币的量级。

1.jpg       然而,企业级SSD基本上由英特尔、西部数据和三星等国外公司提供,两类核心存储部件:闪存颗粒和主控芯片,也被国外企业所掌握。

2.jpg      为此,大普不仅是在做国产自主可控,也不是单单在做一个主控芯片或者SSD,而是在实现一次重大的技术创新!

       打通哑铃的狭窄连接

       通常,主控芯片一方面连接存储介质,另一方面通过主机向上层的云计算、大数据以及人工智能的各种应用提供支持。但存储介质和上层应用一直在持续地发展,因而现在的主控技术已经不能满足需求,形成了哑铃状的计算机体系结构,如下图。

3.jpg       可见,左边是英特尔和AMD,引领了计算潮流,使得计算速度在过去15年中增加了数十倍;右边是希捷、西部数据和三星等存储器公司,使存储的单盘容量在过去15年中增加了数百倍;而数据传输通道在过去15年中只增加了几倍!

       未来如果仍然是存储和计算分离,那么做计算时数据都需要从存储盘调到主机的内存,传输带宽将会成为一个非常大的瓶颈。

DPT:计算机历史上的又一革新

       回顾一下计算机显示领域的革命。众所周知,显示和存储是计算机的两大外部设备,很多年前,显示是由主机的CPU和显示器的MCU共同完成管理和控制,但是由于像素的不断增加,清晰度越来越高,原来的控制技术不能满足需求。美国英伟达公司发明了GPU(Graphic Processing Unit),应用于PC、手机、服务器和人工智能等行业和领域,这是过去发生在显示领域的革命。

4.jpg       同样,在大数据和人工智能时代,存储控制领域也需要一次革命。

       大普微电子于2017年研发了数据存储处理器芯片(Data-Storage Processing Unit,简称DPU),在SSD硬盘内实现计算和智能学习。其中包含Processing in Processing(PIS)技术。另有人工智能技术,可以大大优化I/O,延长存储寿命,盘内计算可以大大减少总线数据量,减轻主机CPU的负担。

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        与同行的比较

        几年前,就有人提出Computingin Memory,要把Memory和Computing结合,因此最关键的还是SSD Controller做得怎么样。大普的人力资源足够吗?据悉,大普DPU芯片研发团队大概有30人规模,未来还需要更多优秀人才加盟。

       另据大普介绍,在2017年8月的全球闪存峰会上,大普曾与西部数据等公司进行过深度技术交流,了解到国外公司研究的重点是在内存(memory)领域实现计算,大普实现的是在SSD中进行加速计算。

        实际上,很多公司也认识到了数据传输的瓶颈。例如硅谷有家Scaleflux公司,不过,他们的特色是在数据压缩方面比较擅长,方法是基于FPGA做SSD。大普的特点是计算实现了很多功能,比如数据的查询和排序、数据格式的转换,还有加/解密等功能;此外,在SSD盘上实现了人工智能的功能。

       大普人很有“背景”

       DPU概念首次由杨庆教授、李卫军教授和此次讲演人杨亚飞博士提出,他们三人也是公司的创始人。

       杨庆教授在美国罗德岛大学的终身教授,之前有过四次创业经验,2013年最后一家公司Velobit被西部数据收购,当年西数开始从机械硬盘(HDD)到固态硬盘(SDD)的转型。

       李卫军教授是中科院半导体研究所的研究员和博导,之前在美国罗德岛大学做过访问学者。

       杨亚飞博士是美国罗德岛大学博士,在美国高通担任过8年技术主管。

        大普公司经过2年发展,现在已经组建起了一支70人的团队,团队成员平均工作年限超过8年。

        大普成立之初,曾荣获深圳海外高层次人才“孔雀计划”,并在答辩中荣获第一名,获得深圳市和龙岗区政府5000万元的创新创业资助。创业至今已经2年,拥有了30多项发明专利,其中有3项美国授权专利。

       大普成立两年。2016年7月大普获得深圳市政府天使轮投资,2017年获得国中创投A轮融资。

       研发进展

       截至到目前,大普已经完成了FPGA的产品原型。2018年和2019年的目标是打造一款基于第三方主控的智能SSD硬盘,并实现量产。2019年大普的DPU将做ASIC流片,逐步实现芯片量产。

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