英伟达在Hot Chips 2026上详细展示了其BlueField-4 DPU的重大升级及规模缩减网络架构。
在 Hot Chips 2026 大会上，英伟达（NVIDIA）展示了 BlueField-4 处理器，这是其数据中心处理单元（DPU）的第四代产品。该公司将 DPU 定位为更广泛论点中的关键组成部分，该论点认为代理式 AI（agentic AI）代表了迄今为止最复杂的计算工作负载。通过集成 CPU、GPU 和网络基础设施，BlueField-4 使代理能够高效执行观察、推理和行动循环。
BlueField-4 运行在英伟达的 Vera Rubin 平台内，该公司将其描述为一个跨越五个机架中七款芯片的全栈 AI 工厂。除了 Vera CPU 和 Spectrum-6 交换机外，DPU 作为协同设计元素直接嵌入到每个 Vera Rubin 系统中。这标志着战略上的转变：从将 DPU 视为可选的 PCIe 扩展卡，转变为使其成为架构的基础层。随着超大规模运营商以巨大规模部署机器，将 DPU 直接嵌入英伟达 AI 工厂设计与行业对集成数据中心基础设施的需求相一致。
英伟达的网络策略分为不同的层级。Scale-up（向上扩展）由 NVLink 管理，允许多个 GPU 在租户内部作为一个单一系统运行，确保流量到达更广泛的网络之前节点内的 GPU 利用率持续最大化。Scale-out（向外扩展）利用 ConnectX 和 Spectrum-X 交换机将数据中心统一为单个计算单元。Scale-in（向内扩展）处理主机与更广泛数据中心之间的流量，通常涉及多个租户和应用。最后，Storage-Scale（存储级扩展）解决 AI 工作负载的高性能数据访问问题。
为解决 Scale-in 的性能问题，英伟达推出了 BlueField-4 Spectrum-X Scale-in 网络，这是一个针对混合代理工作负载优化的端到端解决方案。初步基准测试突出了存储访问的改进：与标准现成以太网相比，Spectrum-X 以太网提供 5 GB 文件 1.5 倍、10 GB 文件 1.4 倍以及 50 GB 文件 1.3 倍的更快访问速度。
现代 DPU 需要强大的网络加速与稳健的计算能力相结合。BlueField-4 结合了 ConnectX-9 级网络与 Grace CPU 级核心，以处理控制平面任务、加密和高吞吐量存储 I/O。这与早期为通用计算设计的云 DPU 形成鲜明对比，后者将 DPU 视为可替换的附加组件。代理式 AI 要求 fundamentally 不同的基础设施层级，特别是在带宽方面。虽然传统云 DPU 的运行速度在 200 Gb/s 范围内，但专注于 AI 的 BlueField-4 可提供 7 Tb/s 的聚合带宽。此外，旧式卡片依赖 PCIe 插槽，而 BlueField-4 则在系统层面进行工程设计。
BlueField-4 的硬件规格包括采用 1.7 GHz 时钟频率的 64 个 Arm Neoverse V2 核心的 Grace CPU、275 GB/s 的 LPDDR5 带宽，以及支持 800G 以太网（通过 200G PAM4 SerDes）的 ConnectX-9 网络。该架构包含行内加密和 PCIe Gen6 x16 主机链路。1.7 GHz 的核心频率似乎低于在 GB300 AI 系统和之前的 Grace 服务器中观察到的配置，这可能反映了对降低功耗包络的有意优化，特别是考虑到此配置中仅有 64 个 Arm 核心处于活动状态。性能比较表明，这些 V2 核心将显著优于较早的架构，如使用 N2 核心的 Xsight Labs E1 DPU。
Vera Rubin 平台提出了极端的带宽需求。每个计算托盘需要 7 Tb/s 的聚合网络带宽，由四个 1.6 Tb/s 的 GPU Scale-out 链路加上路由至 DPU 的 800 Gb/s Scale-in 连接构成。英伟达认为，如果没有 DPU 掌控数据路径，端到端的 GPU 网络安全和租户隔离将无法实现。虽然传统方法可以隔离 Scale-in 流量，但 Scale-out 流量仍然暴露在外。此外，非 DPU 架构会倍增功耗消耗，因为每个 NIC 都需要专用的 CPU、内存子系统和连接管理——导致与在主机前部署 BlueField-4 相比，功耗高出约 4 倍。
BlueField-4 通过 Astra 解决了这些挑战，提供 7 Tb/s 的 CSP 级安全和管控能力。通过掌控数据路径，DPU 强制执行零信任策略并以线速收集遥测数据，而不影响主机资源。管理功能利用专用链路，消除了在每个 ConnectX-9 接口上放置 BlueField-4 的需要。纸面指标证实，随着 NIC 数量的增加，测量的带宽遵循理想的线性扩展，加密和虚拟化的 Scale-out 流量在多太比特聚合中保持安全并受到监控。虽然博通（Broadcom）等竞争对手展示了详细的性能视图，但 BlueField-4 占据了一个明显不同的性能类别，与 Thor Ultra 等设备相比。
现场演示展示了在 Vera Rubin 系统中运行的 7 Tb/s 平台级 DPU，说明了 BlueField-4 如何监控所有 ConnectX-9 NIC 及其相关流量。对于 GPU 存储访问，在 BlueField-4 Grace 变体上运行的 NVMe over Fabrics 使用八个核心即可提供 1.6 Tb/s 的带宽，并使用十六个核心实现 2000 万次 IOPS，从而将数据传输到 GPU 的速度提高了一倍。在 CPU 方面，DPU 通过硅内策略执行为代理式安全提供了透明保障。DOCA Flow、DOCA Vault 和 DOCA Argus 将文件、对象、处理器和网络上下文映射在一起，以代理速度维持策略执行。该架构还保持对小数据包流量的线速转发和安全检查，防止控制平面在微小帧下崩溃。
Storage-Scale 功能将代理上下文扩展到分层内存地图中。利用 DOCA MEMOS，系统实现了 3.2 Tb/s 的存储访问，通过将键值上下文从 GPU HBM 移动到系统内存再到本地和网络存储，实现了 10 倍的 IOPS 和 5 倍的效率。目前，英伟达将“BlueField-4” designation 应用于集成 Grace 的单 ConnectX-9 变体，涵盖具有不同 ConnectX-9 实现的单双 Vera 配置。行业反馈表明，采用不同的命名法（如 BlueField-4G 和 BlueField-4V）将提高这些配置的清晰度。
英伟达将 BlueField-4 定位为首款 AI 原生 DPU，涵盖 Scale-up、Scale-out、Scale-in 和 Storage-Scale 领域。该架构标志着有意义的演变：DPU 从外围附加卡转变为 AI 工厂的可信前端。通过利用比前几代强大得多的 CPU，BlueField-4 提供了必要的余量来管理安全性和存储工作负载，而早期的迭代难以支持这些负载。这一结果代表了数据中心基础设施设计的实质性代际飞跃。