数据处理单元（Data processing unit，DPU）是一种可编程电子电路，它具有数据处理以及硬件加速功能，数据处理单元主要用于数据中心内的数据计算处理。一个DPU通常含有一个中央处理器 、 网卡和可编程数据硬件加速引擎，因此DPU可以像中央处理器那样处理数据的同时还可以处理网络封包。
CPU v GPU v DPU: What Makes a DPU Different? A DPU is a new class of programmable processor that combines three key elements. A DPU is a system on a chip, or SoC, that combines:
An industry-standard, high-performance, software-programmable, multi-core CPU, typically based on the widely used Arm architecture, tightly coupled to the other SoC components. A high-performance network interface capable of parsing, processing and efficiently transferring data at line rate, or the speed of the rest of the network, to GPUs and CPUs. A rich set of flexible and programmable acceleration engines that offload and improve applications performance for AI and machine learning, zero-trust security, telecommunications and storage, among others.
DPU的核心功能就是网络数据处理，既包括网络协议的分析，也可以是直接满足应用需求的加工计算。随之可以减少 22~80%的 CPU 性能，因此也被称为“卸载”（offload）。DPU 的部分前身功能在智能网卡（SmartNIC）上实现，完整的 DPU 芯片本身也通常会被集成到板卡（网卡）上。
DPU中的“D”有三种解释： （1）Data Processing Unit，即数据处理器。这种解释把“数据”放在核心 位置，区别于信号处理器、基带处理器等通信相关的处理器对应的“信号”，也区别于GPU对应的图形图像类数据。 （2）Datacenter Processing Unit，即数据中心处理器。这种解释把数据中心作为DPU的应用场景，特别是随着WSC（Warehouse-scale Computer）的兴起，不同规模的数据中心成为了IT核心基础设施。目前来看，DPU确实在数据中心中使用前景非常广阔。
但是计算中心的三大部分：计算、网络、存储，计算部分是CPU占主导，GPU辅助；网络部分是路由器和交换机，存储部分是高密度 磁盘构成的的RAID系统和SSD为代表非易失性存储系统。在计算和网络中扮演数据处理的芯片都可以称之为Datacenter Processing Unit，所以这种说法相对比较片面。 （3）Data-centric Processing Unit，即以数据为中心的处理器。Data-centric，即数据为中心，是处理器设计的一种理念，相对于“Control-centric”即控制为中心。而数据为中心的理念与数据流 （Data Flow）计算一脉相承，是一种实现高效计算的方法。同时，现在试图打破访存墙（Memory Wall）的各种近存（Near-memory）计算、存内（Inmemory）计算、存算一体等技术路线，也符合数据为中心的设计理念。
随着云平台虚拟化技术的发展，智能网卡SmartNIC的发展基本可以分为三个阶段：
第⼀阶段：基础功能⽹卡
基础功能网卡（即普通网卡）提供2x10G或2x25G带宽吞吐，具有较少的硬 件卸载能力。在云平台虚拟化网络中，基础功能网卡向虚拟机（VM）提供网络接入的 方式主要是有三种：由操作系统内核驱动接管网卡并向虚拟机（VM）分发网络 流量；由OVS-DPDK接管网卡并向虚拟机（VM）分发网络流量；以及高性能场 景下通过SR-IOV的方式向虚拟机（VM）提供网络接入能力。
第⼆阶段：硬件卸载⽹卡 可以认为是第一代智能网卡，具有丰富的硬件卸载能力，比较典型的有OVS Fastpath硬件卸载，基于RoCEv1和RoCEv2的RDMA网络硬件卸载，融合网络中无损网络能力（PFC，ECN，ETS等）的硬件卸载，存储领域NVMe-oF的硬件卸载，以及安全传输的数据面卸载等。这个时期的智能网卡以数据平面的卸载为主。
第三阶段：DPU智能⽹卡 可以认为是第二代智能网卡，在第一代智能网卡基础上加入CPU，可以用 来卸载控制平面的任务和一些灵活复杂的数据平面任务。目前DPU智能网卡的 特点首先是支持PCIe Root Complex模式和Endpoint模式，在配置为PCIe Root Complex模式时，可以实现NVMe存储控制器，与NVMe SSD磁盘一起构建存储服务器；另外，由于大规模的数据中心网络的需要，对无损网络的要求更加严 格，需要解决数据中心网络中Incast流量、“大象”流等带来的网络拥塞和时延问题，各大公有云厂商纷纷提出自己的应对方法，比如阿里云的高精度拥塞控制（HPCC，High Precision Congestion Control），AWS的可扩展可靠数据报 （SRD，Scalable Reliable Datagram）等。DPU智能网卡在解决这类问题时将会引 入更为先进的方法，如Fungible的TrueFabric，就是在DPU智能网卡上的新式解 决方案。还有，业界提出了Hypervisor中的网络，存储和安全全栈卸载的发展方向，以Intel为代表提出了IPU，将基础设施的功能全部卸载到智能网卡中，可以 全面释放之前用于Hypervisor管理的CPU算力。