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SmartNIC 與 DPU：可編程網卡上的光模組

數據處理單元（DPU）或 SmartNIC 是一種帶有自己的處理器、記憶體和作業系統的網卡，位於伺服器 PCIe 總線和網絡之間。對光模組而言，籠子這一端甚麼都沒變—— 仍是同樣的 QSFP56/QSFP112/OSFP 模組和線纜——但讀取模組、執行策略、配置速率和 FEC 的主體，如今是卡上的一台小型電腦，通常運行 Linux 或類 SONiC 的系統。本文列出目前的 DPU 系列及其端口，說明模組管理落在哪裏，並介紹光模組相關的後果：功耗、散熱、雙端口籠子和 AI 後端 fabric。

系列與端口

系列代端口籠子主機 PCIe核心
Nvidia BlueField-220202 × 25/100G 或 1 × 200GSFP56 / QSFP56Gen 4 x168 × Arm A72
Nvidia BlueField-320232 × 200G 或 1 × 400G；SuperNIC 變體 400GQSFP112 / OSFPGen 5 x1616 × Arm A78
Nvidia ConnectX-8 SuperNIC2024–251 × 800G 或 2 × 400GOSFP（雙端口）/ QSFP112Gen 6 x16（NIC，可編程性有限）
AMD Pensando Elba / Giglio / Salina（400）2021–252 × 100/200G；2 × 400GQSFP56 / QSFP112Gen 4/5 x1616 × Arm A72/N1 + P4 管線
Intel IPU E2000（Mount Evans）20222 × 100G（合計 200G）QSFP28/56Gen 4 x1616 × Arm N1 + P4
Marvell Octeon 10 DPU2022最高聚合 400GQSFP-DDGen 5Arm N2
Microsoft/Fungible、Napatech、Xilinx Alveo SN1000各不相同2 × 100GQSFP28—FPGA / MIPS

端口籠子和速率遵循與普通網卡相同的規則（網卡端口與 PCIe）。

模組管理落在哪裏

模式誰讀取模組工具
嵌入式 / DPU 模式（端口由 Arm 側掌控）DPU 自身的作業系統（Ubuntu/DOCA、SONiC-DASH、廠商 Linux）通過其驅動讀取Arm 側的 ethtool -m、mlxlink；主機只能看到虛擬功能（VF）
主機/網卡分離模式主機驅動，與 ConnectX 上相同主機側 ethtool、mlxlink（網卡工具）
受限模式由 DPU 控制，主機無法更改鏈路設定策略在 DPU 上執行

由此帶來的後果：固件和鏈路設定（速率、FEC、拆分）在 DPU 上配置（mlxconfig、 DOCA 工具、Pensando penctl），並在主機重啟後依然保留；被 DPU 拒絕或降級的模組，主機管理員在查看 DPU 日誌之前根本看不到。模組策略本身在 Nvidia 和 AMD 上是寬鬆的（解析任意 EEPROM），與它們的網卡一致（網卡上的光模組兼容性）。

功耗與散熱

項目DPU 實際情況
板卡功耗75–150 W（BlueField-3 帶輔助電源介面時約 150 W）——板卡本身比卡上任何模組都更熱
籠子預算QSFP112/OSFP 籠子按 15–20 W 的模組設計；請查閱板卡規格書
氣流GPU 伺服器中的全高卡與 GPU 共享熱通道；模組 DDM 溫度 60–70 °C 屬正常，75 °C 以上會警報（溫度等級）
雙端口 OSFP一個 OSFP 籠子承載 2 × 400G；該模組（或雙端口 DAC/AOC）是帶有自己散熱片的單個 800G 級器件（OSFP）
光模組選擇ToR 在 2 m 以內時用 DAC，否則用 AOC 或 400G/800G DR/FR；LPO 變體在短鏈路上能降低模組功耗（功耗）

AI 後端 fabric

在 GPU 集群中，每個 GPU 配一塊 DPU 或 SuperNIC，連接到經過 rail 優化的後端 fabric，即 InfiniBand 或 RoCE 以太網（GPU 組網）：

鏈路常見光模組
每 GPU 一條 NDR 400G IB雙端口 OSFP 2 × 400G；到 rail leaf 距離 ≤ 3 m 用 DAC/ACC，3–50 m 用 AOC，更遠用 DR4/SR4 光模組（IB 線纜）
每 GPU 一條 XDR 800G IB / 800G 以太網OSFP 800G 雙端口，2 × DR4 或 SR8
前端 / 儲存DPU 上獨立的 100/200G 端口，或第二塊網卡

線纜身份和長度由 fabric manager 校驗；模組固件版本也是集群認證物料清單的一部分（AI 集群佈線、 鏈路可靠性與監測）。

卡上的 SONiC 與 P4

運行 SONiC-DASH 或 P4 管線的 DPU，把自己的端口當成一台小型交換機來對待：端口拆分、FEC 和速率在 DPU 的配置資料庫中設定，光模組 EEPROM 也出現在與 SONiC 交換機相同的 show interfaces transceiver 命令下（NOS 全景）。對第三方模組的行為由平台插件決定——是寬鬆的。

在 CodingBox 中

面向 DPU 的模組，認證方式與面向交換機或網卡的模組相同：封裝形式和合規性（QSFP112/OSFP，CMIS 中的 400G/800G 應用）、相對籠子的功率等級，以及用於集群 BOM 的固件版本——這些都可以在安裝前於工作台上讀出（Check transceiver、CMIS）。

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