智能網卡能夠靈活卸載CPU不適合的處理任務，滿足數據平面網絡處理需求并兼容現有網絡協議生態。其核心作用在于減輕CPU算力負擔并讓其處理更重要的任務。而傳統的網卡僅負責數據鏈路的傳輸、網絡堆棧算法和協議，其他如存儲、網絡加解密和安全等功能會占用大量CPU資源。

在網速飛速提升、內存瓶頸突出、網絡處理開銷愈發顯著的時代，普通網卡在網絡協議處理、數據搬移、使用靈活性等方面逐漸暴露出缺陷。智能網卡，作為可編程的智能網絡設備，在數據中心、科學計算領域均得到廣泛關注，成為解決網絡瓶頸的關鍵技術。

在網絡協議處理卸載、網絡功能虛擬化、特定應用加速等應用場景中發揮著重要作用。例如，智能網卡在云服務行業得到廣泛應用，公有云服務商通過大規模部署智能網卡，降低CPU開銷，提升網絡性能。

1.智能網卡行業定義

傳統網卡固定功能的流量處理功能無法適應SDN、云和虛擬化部署的需要，市場對網絡功能卸載到可編程硬件的需求愈發急迫。智能網卡，第一代SmartNIC和第二代DPU,可有效降低網絡接口帶寬的增加造成的CPU(中央處理器)資源負載，節約運行應用程序的CPU資源。智能網卡通常作用在服務器側，可以將網絡、存儲、操作系統中不適合CPU處理的高性能數據處理功能卸載到硬件芯片執行，提升數據處理能力，釋放CPU算力。

2.智能網卡行業分類

從智能網卡的核心處理器的設計角度來劃分，目前智能網卡的設計主要有四大類，分別為基于SoC、FPGA,MP,ASIC的芯片架構。單一芯片架構的智能網卡通常難以滿足復雜多樣的場景需求。SoC智能網卡具備編程靈活、功能強大的優點，但性能和功耗方面存在瓶頸。采用FPGA、NP、ASIC芯片架構的智能網卡性能方面比較強，但編程靈活性方面存在短板。因此，除了SoC片上系統CPU加速外，智能網卡主要以SoC+FPGA、SoC+NP、SoC+ ASIC增強形態出現，同時也因基礎架構的不同而適用于不同場景。

3.智能網卡行業特征

隨著智能網卡行業的迅猛發展，產品和技術迭代速度加快。智能網卡已從2013年研發的SmartNIC演進至第二代DPU并朝著第三代IPU發展。中國市場出現了一批智能網卡初創公司(云豹智能、芯啟源、云脈芯聯等),智能網卡公司通過FPGA、NP、ASIC等多種芯片架構實現DPU芯片的設計，與中國云服務廠商和各行業數據中心采取定制或聯合研發等多種模式，推動智能網卡在數據中心的應用落地。

4.智能網卡發展歷程

智能網卡首先由國外互聯網云服務商進行先期探索，并驗證了智能網卡能夠有效提升云數據中心效能。阿里巴巴、騰訊等中國互聯網企業也積極研發智能網卡產品，降低其硬件投入和運營能耗，提升其云數據中心產品及服務的競爭力。

互聯網云服務商通過使用智能網卡提高每個計算節點的計算能力，在同等算力下，使用智能網卡所需的服務器數量更少，從而降低了服務器的前期硬件投入成本，大幅降低了大規模部署網絡服務的總擁有成本。從產品端來看，智能網卡正從依靠Host CPU和可部分卸載的smartNIC(初代智能網卡)演變成擁有嵌入式CPU、可完全卸載和可編程硬件的DPU(新一代智能網卡)。

5.智能網卡產業鏈分析

算力的供給和使用需以可靠的網絡連接為基礎，網絡運力(即承載能力)成為支撐算力服務及應用發展的關鍵。同時，算力時代背景下差異化業務承載、算力數據和應用安全保障等挑戰進一步凸顯。隨著數據計算需求側的變化，智能網卡必將在未來計算系統中成為一個重要組成部分，對于支撐下一代數據中心起到至關重要的作用。

智能網卡上游分為EDA(電子設計自動化)工具開發、IP核(知識產權核心)授權、封裝測試三大核心環節，下游的智能網卡終端應用主要面向業務依托于大數據計算、存儲、處理的數據中心廠商、云服務廠商、數據通信運營商，這些廠商有較高的算力資源需求。

6.智能網卡行業規模

數據中心是云計算時代最重要的基礎設施之一，為云提供強大的計算和存儲能力。數字經濟對數據中心網絡性能以及云原生、虛擬化能力的需求日益增長，傳統的以CPU為中心的計算機體系結構，其計算能力已經無法支撐網絡帶寬的增長速度。網絡帶寬的增速來自于應用的豐富、數據中心規模的擴大、數字化進展的驅動，而CPU性能增速卻隨著摩爾定律的放緩而下降，這進一步加劇了服務器節點上CPU的計算負擔。

2020年，DPU智能網卡在中國市場得到普及，其憑借可編程、高性能的優勢，有效解決了數據中心網絡擁堵的情況。中國智能網卡的市場規模在2021年呈現爆發式增長，達到75.3億元。得益于數據中心升級和邊緣計算、數字化轉型的發展所帶來的數據需求增長，DPU智能網卡在數據中心服務器側的應用將更加廣泛。基于DPU實現的圖絡功能虛擬化可應用于5G邊緣計算，提升5G通信在垂直行業的高速和大帶寬能力，是解決算力資源緊張的主要方案。因此，中國智能網卡的發展前景廣闊，預計2026年中國智能網卡的市場規模將達到692.0億元。

7.智能網卡競爭格局

本報告“2023年中國智能網卡行業報告”在中國的智能網卡行業內挑選了七家專營數據處理器的企業，分別為星云智聯、大禹智芯、云豹智能、中科馭數、芯啟源、云脈芯聯、益思芯。這七家企業在2021年均獲得了融資，可以看出中國智能網卡行業的發展獲得資本看好。

由于中國智能網卡行業起步較晚，現階段專營數據處理器的企業多處于未上市狀態。競爭格局的分析維度為融資階段、產品種類、技術架構三個維度。當前智能網卡市場的需求剛剛凸顯，智能網卡企業之間的差距尚未拉大，云豹智能、芯啟源、中科馭數暫時取得了領先優勢。一體化服務能力是當今數據中心相關行業的迫切需求，提供定制化的智能網卡解決方案的企業最終會在市場競爭中勝出。