近日，中科馭數在2022 CNCC 中國計算大會上發(fā)布了HADOS敏捷異構軟件平臺2.0版本。該平臺可為馭數DPU系列產品提供通用且編程友好的軟件框架，充分釋放DPU產品性能，有望成為國內DPU最具代表性的軟件平臺。

■ HADOS的發(fā)展背景

DSA架構和XPU芯片的興盛在給解決算力問題帶來新機遇的同時，也給軟硬件開發(fā)帶來了新的挑戰(zhàn)。與傳統的以CPU為核心的應用開發(fā)模式相比，DPU在網絡、計算、存儲等的應用場景相對來說復雜度更高，且隨著IAAS層的技術發(fā)展和快速演化，這些應用場景的變化迭代也給DPU的規(guī)模化應用帶來巨大挑戰(zhàn)。

中科馭數HADOS 是一款敏捷異構軟件平臺，通過靈活高效的編程接口將DPU的異構計算能力完全開放，可以幫助開發(fā)者快速構建DPU應用和服務。HADOS平臺集成了DPU關于網絡、安全、存儲以及計算等方向的應用層的接口和開發(fā)相關的接口，并打包簡單易用的方式，兼容了不同方向上應用的SDK，為客戶提供簡單、易上手、多場景使用的軟件平臺。通過HADOS平臺，可以將中科馭數DPU產品性能釋放到極致。

■ HADOS的歷史演進

早在2018年，中科馭數在打磨硬件產品的同時，就十分重視軟件方案與系統生態(tài)的發(fā)展。伴隨著中科馭數第一代芯片的發(fā)展，2019年10月，HADOS平臺的前身KOS 1.0版本正式發(fā)布，主要在虛擬化與低時延方面提供軟件支持，并開始與客戶在實際應用中不斷打磨迭代。

隨后為了更好的配合DPU產品體系的發(fā)展，2020年KOS系統重新定位并更名為HADOS，在網絡與存儲卸載、大數據計算方面有了進一步的積累，落地于金融數據中心的標桿客戶。

到了2022年，伴隨著中科馭數第三代芯片的研發(fā)推進，HADOS平臺演進到了2.0版本，支持P4可編程網絡轉發(fā)引擎，多元化的存儲設備和存儲網絡，靈活可靠的安全解決方案以及大數據異構加速能力，為DPU生態(tài)發(fā)展鋪墊了良好的基礎。

中科馭數已經形成DPU芯片搭載HADOS軟件平臺的技術產品體系，并不斷打磨迭代。

■ 全景視角看HADOS的開發(fā)架構

HADOS在整體設計上是三層架構，分成設備驅動層、應用驅動層和應用開發(fā)平臺層，幫助DPU更好地釋放異構計算能力。對上，HADOS支持對接中科馭數DPU所支撐的完整應用生態(tài)，用戶也可以在不同層次直接調用底層的接口去完成平臺上的應用開發(fā)。

從全景視圖來看，HADOS經過4年的迭代，代碼總量超過80萬行，提供的API接口數量已經超過兩千個。在系統適配性方面，HADOS已完成與十余個主流操作系統以及七種主流CPU架構的適配工作，為用戶提供更多的自主選擇權。

目前，中科馭數基于KPU架構的DPU全系列產品都已基于HADOS平臺做應用部署與開發(fā)。■ HADOS四大亮點

亮點一

P4領域的踐行者，

高度定制化SDN基石

HADOS支持P4編程框架，提供P4 runtime程序以及gNMI、gNOI的控制面接口，用戶可以通過我們提供的P4編譯器針對自身需求研發(fā)特定的網絡控制程序，結合SDN控制器一起組建高度定制化的SDN網絡，充分挖掘網絡價值。

亮點二

DPU集群的探索者，

業(yè)內首創(chuàng)DPU集群方案

通過HADOS平臺，中科馭數實現了業(yè)內首個DPU集群方案，支持同主機內多塊DPU網卡組成集群。

在網絡轉發(fā)側，HADOS平臺支持多塊DPU之間的硬件狀態(tài)信息同步，實現多塊DPU間的網口聚合能力，在網絡轉發(fā)層面解決單點隱患問題;在系統管理側，HADOS在同主機多塊DPU網卡間實現K8S集群，依賴K8S自身高質量的監(jiān)控與業(yè)務自愈能力為用戶提供一套高可用的控制面集群方案。

亮點三

大數據運算的助燃劑，

輕松打破數據墻

在大數據運算領域，HADOS平臺一方面通過強大的DOE引擎，實現對數據庫操作或流式計算的硬件算子加速，提升主機CPU的運算效率。另一方面，依賴于DPU的RDMA與NVMe-oF能力，可以極大地提升大數據運算中的數據交互與數據落盤能力，幫助用戶輕松打破數據墻。

亮點四

DPU模擬器的開拓者，

加速客戶業(yè)務落地

HADOS平臺提供完善的全功能模擬器，此模擬器可以對中科馭數的硬件DPU進行完美模擬，支持自動化測試，尤其是在不同操作系統中，可以很好地在開發(fā)過程中引導軟硬件解耦，為需要依托DPU硬件能力進行二次開發(fā)的用戶提供簡單易用的開發(fā)與測試環(huán)境，幫助用戶加速開發(fā)迭代，提高業(yè)務落地能力。

■ HADOS的應用場景

HADOS的出現，將推動云計算網絡、安全、存儲等方向上的技術革新，助力大數據計算基礎架構創(chuàng)新，打造DPU生態(tài)的繁榮發(fā)展的軟件基礎，賦能數據中心、運營商網絡高性能計算網絡、大數據和人工智能多領域基礎設施產業(yè)升級。

主要場景

網絡場景——虛擬化網絡卸載、云原生網絡下沉、微服務網絡治理、超低時延數據傳輸;

存儲場景——存儲I端卸載、存儲T端卸載;

安全場景——SDWAN網絡加速、構建零信任網絡;

大數據場景——大數據計算提速;

AI場景——GPU數據處理加速;

5G場景——5G核心網邊緣計算一體化

■ HADOS路線規(guī)劃

在HADOS的產品規(guī)劃中，2023年，中科馭數將重點探索虛擬化與云原生的控制面卸載方案、存儲的全硬件卸載方案的突破，同時，支持當前受業(yè)內關注的Multi-Host特性，eBPF卸載方案以及基于RDMA網絡打造一套云原生網絡的解決方案。

2024年，將重點打造虛擬路由器、虛擬防火墻與虛擬負載均衡器的DPU卸載方案。在此之后，分布式安全中心、云計算的確定性網絡、異構云融合與GPU池化將是我們未來研究的重點方向。另外，中科馭數也一直將產品生態(tài)視為關注焦點，希冀依托HADOS平臺逐步構建完整的DPU生態(tài)環(huán)境。

■ 展望

隨著DPU走向規(guī)模化市場應用，DPU軟件生態(tài)愈發(fā)重要，它將支撐DPU在多應用場景的融合，促進構建高性能、高可靠、低時延等特性的軟硬融合異構計算體系，促進DPU在多應用場景遍地開花。未來中科馭數還將繼續(xù)優(yōu)化迭代打磨HADOS開發(fā)平臺，致力于構建更高效、易用的DPU方案。未來愿與更多合作伙伴攜手同行，一起構建DPU軟件生態(tài)。

審核編輯：湯梓紅