ODCC：2025基于数据处理器（DPU）的新一代存算分离存储架构：重构数据中心存储范式白皮书（74页）.pdf

1、开放数据中心标准推进委员会ODCC2025年9月基于数据处理器（DPU）的新一代存算分离存储架构：重构数据中心存储范式基于数据处理器（DPU）的新一代存算分离存储架构：重构数据中心存储范式编号 ODCC2505006 版权声明版权声明ODCC（开放数据中心委员会）发布的各项成果，受 著作权法保护，编制单位共同享有著作权。转载、摘编或利用其它方式使用（开放数据中心委员会）发布的各项成果，受 著作权法保护，编制单位共同享有著作权。转载、摘编或利用其它方式使用 ODCC 成果中的文字或者观点的，应注明来源：“开放数据中心委员会成果中的文字或者观点的，应注明来源：“开放数据中心委员会 ODCC”。对于

2、未经著作权人书面同意而实施的剽窃、复制、修改、销售、改编、汇编和翻译出版等侵权行为，”。对于未经著作权人书面同意而实施的剽窃、复制、修改、销售、改编、汇编和翻译出版等侵权行为，ODCC 及有关单位将追究其法律责任，感谢各单位的配合与支持。及有关单位将追究其法律责任，感谢各单位的配合与支持。编写团队编写团队项目经理：项目经理：陈龙陈龙英伟达英伟达工作组长:工作组长:郭亮郭亮中国信息通信研究院中国信息通信研究院贡献专家:贡献专家:郭亮郭亮中国信息通信研究院中国信息通信研究院宋庆春宋庆春英伟达英伟达朱朋志朱朋志英伟达英伟达谢丽娜谢丽娜中国信息通信研究院中国信息通信研究院李佳媛李佳媛中国信息通信研究院

3、中国信息通信研究院李佩维李佩维三星西安研究院三星西安研究院李小兵李小兵三星西安研究院三星西安研究院畅顺畅顺三星西安研究院三星西安研究院高伟高伟思德思德李波李波思德思德前言前言在当今数字化时代，数据中心面临着前所未有的挑战。随着人工智能、大数据和云计算的快速发展，传统存储架构已经难以满足日益增长的数据处理需求。特别是在 AI 大模型训练和推理等场景下，存储系统的性能、可扩展性和效率成为了关键瓶颈。近年来，存算分离架构作为一种创新的解决方案，正在引起业界的广泛关注。这种架构将存储资源与计算资源解耦，为数据中心带来了更高的灵活性和效率。其中，以 VAST Data 为代表的Share Everyth

4、ing架构已经在市场上取得了显著成功，证明了存算分离的巨大潜力。然而，随着技术的进步，一种更为先进的存算分离方案正在崭露头角基于数据处理单元（DPU）的存算分离架构。这种新型架构不仅继承了传统存算分离的优势，还通过引入专门的硬件加速器，进一步提升了存储系统的性能和效率。本文将深入探讨基于 DPU 的存算分离存储架构，分析其技术原理、优势特点，并探讨其在现代数据中心中的应用前景。我们将以 NVIDIA BlueField-3 DPU 为例，详细介绍这种新型架构如何重塑数据中心的存储范式，为 AI、云计算等领域带来革命性的变革。图 1：数据中心存储需求增长趋势图本文将重点介绍：当前数据中心存储面临

5、的挑战和局限 存算分离架构的基本原理和优势 基于 DPU 的存算分离方案的技术创新 新型存储架构在不同应用场景中的潜力目录目录一、现有存储架构分析.1二、数据处理器（DPU）技术与存算分离.5（一）数据处理器（DPU）技术简介.5（二）NVIDIA BlueField-3 DPU 关键特性.6（三）基于 DPU 的存储架构设计.9三、数据处理器（DPU）技术与存算分离.21（一）CSAL QLC 加速方案.21（二）SRIOV 加速方案.31（三）分布式 Raid 加速方案.40四、存储系统方案案例.46（一）HDFS.46（二）BeeGFS.55五、总结与展望.63（一）技术创新总结.63（

6、二）技术方案价值.64（三）产业影响与应用前景.65（四）发展趋势与技术展望.65（五）结语.65六、参考文档.66基于数据处理器（DPU）的新一代存算分离存储架构：重构数据中心存储范式研究报告（ODCC2505006）1一、一、现有存储架构分析在深入探讨基于 DPU 的存算分离架构之前，我们需要分析现有分布式存储架构的局限性，以便更好地理解新型架构带来的革新。（一）传统分布式存储架构的局限（一）传统分布式存储架构的局限在传统分布式存储架构中，一个突出的问题是 CPU 资源与存储资源（特别是 NVMe SSD）之间的错配。在资源配比问题主要体现在以下三个方面：资源配比困境：在实际部署中，传统分