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深度解读:华为将如何为世界提供最强算力?

2019-09-25 07:45
来源: C114通信网

1997年,深蓝击败了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫;2017年,AlphaGo击败了排名世界第一的围棋棋手柯杰。仅仅20年,计算机在有着无穷可能的围棋上无法战胜人类的预言被打破。在这背后,是算力的飞涨——根据公开资料,两者的算力差距足有3万倍之多。

算力就是生产力,像是热力、电力推动了第一、第二次工业革命一样,算力在以计算机及信息技术为标志的第三次工业革命中崭露头角,并在以人工智能(AI)为代表的第四次工业革命中发挥着至关重要的作用。从个人智能助理、智能服务机器人、无人驾驶等个人及家庭智慧应用,到公用事业、交通、制造、医疗、农业、金融等各个行业的智能化,都需要强劲算力的支撑。

然而,算力需求的增长越来越快,与传统计算架构缓慢提升之间产生了巨大矛盾。OpenAI发布的研究显示,仅2012-2018年,人们对于算力的需求增长六年就超过30万倍,平均每年增长10倍,远远超过了摩尔定律的发展速度,一场计算产业的变革呼之欲出。

2019华为全联接大会成为其中一个重要的转折点,通过战略、技术、产品、生态等各个层面的一系列发布,华为吹响了在计算产业冲锋的号角。作为这一切的基础,“鲲鹏+昇腾”将是其攻坚克难、驶向万亿级蓝海的关键。

“客户需求是华为发展的源动力,华为将在技术架构与工程实现上持续创新。我们在计算产业的追求是,为世界提供最强算力,让云无处不在、让智能无所不及。”华为Cloud&AI产品与服务总裁侯金龙如是说。

深度解读:计算产业变革呼之欲出 华为将如何为世界提供最强算力?

计算产业变革呼之欲出

构建智能世界的关键因素是什么?答案无疑是联接和计算,前者好比人体的神经系统,后者则是大脑。正是计算产业的不断进步,从微观世界、日常生活到宏观世界加速了人类认知世界的进程。而作为变革的表征,当前整个计算产业正呈现出四大趋势。

趋势之一,是数据中心不够用了。目前在先进的大规模数据中心中,服务器成本占比持续提升,以华为云数据中心为例,服务器成本占比已超过60%,计算正在成为数据中心的主体。同时,每年AI算力需求增长超过了10倍,预计到2025年,AI算力将会占据数据中心算力的80%以上。为充分发掘数据的价值,以前更多的是存、未来更重要的是算,数据中心正逐步演变为计算中心。

趋势之二,是算力从中心节点向端和边扩散。2018年,全球ARM芯片出货超过230亿片,主要用于端和边;2018年数据中心通用CPU出货不到3000万片,是数百倍的差距。据预测,2019年华为智能手机总的算力,将是今年全球数据中心新增算力的2倍。端和边算力的巨大优势将牵引生态的发展,进而驱动中心侧计算架构的创新。

同时,5G的高带宽、低时延将驱动移动应用走向云化,比如游戏、VR,渲染在云上、交互在端侧。目前,智能手机上有超过500万应用,而现有数据中心以通用CPU为主,基于ARM的移动应用迁移上云性能损失约40%,不仅影响用户体验、而且增加迁移成本。端和云算力同构,则可以天然解决这个矛盾。

深度解读:计算产业变革呼之欲出 华为将如何为世界提供最强算力?

趋势之三,是计算与能源、环境的关系越发紧密。华为最新发布的全球最快AI训练集群Atlas 900算力达到了256 PFLOPS,要实现这样的算力,如果采用通用CPU需要6195个机柜、用GPU需要208个机柜,而NPU如昇腾只要128个机柜,这归功于昇腾架构对深度学习业务的优化,而最终华为只用了16个机柜。因为除芯片优化之外,还增加了板级液冷、柜级密闭绝热等系统级优化,将功耗从4万千瓦降到736千瓦。由此可见,算力对能源与环境的友好性将越来越重要。

趋势之四,是传统计算架构跟不上时代了。过去五年,通用CPU的发展遇到了一系列技术瓶颈,其单核性能平均每年提升不足10%,摩尔定律放缓已经成为事实。然而“祸兮福之所倚”,这也意味着现在有机会通过一系列的技术创新,打破能效墙、打破散热墙、打破优化墙、打破内存墙、打破高速IO墙,进一步释放计算潜能。在华为看来,计算产业已进入架构创新的黄金时代。

为满足世界高速增长的算力需求,计算产业需要不断向前发展。充裕、高性能、多样性、绿色、触手可及的算力将是智能社会发展的动力。

“一云两翼双引擎”布局

“我们认为未来十年是计算产业新的黄金十年,虽然有很多挑战要克服,但也意味着这是一个新蓝海。五年内整个计算产业空间将达到2万亿美元。”华为副董事长胡厚崑在今年全联接大会的开幕演讲中说,计算和联接对华为同样重要,就像孪生兄弟一样密不可分,相互促进、协同发展。

一边是迫在眉睫的变革需求、一边是可以预见的广袤蓝海,加上一些众所周知的原因,集中发力计算产业、特别是算力提升,成为华为的选择。

从2004年开始投资研发第一颗嵌入式处理芯片,华为在计算产业的发展至今已历15年,形成了以“鲲鹏+昇腾”为核心的基础芯片族。侯金龙宣布,华为将以“鲲鹏+昇腾”为根基,打造“一云两翼双引擎”的计算产业布局,持续构建开放生态,以此来实现“为世界提供最强算力,让云无处不在、让智能无所不及”的追求。

深度解读:计算产业变革呼之欲出 华为将如何为世界提供最强算力?

“一云”指华为云。华为云通过全栈创新提供安全可靠的混合云,成为生态伙伴的黑土地,为世界提供普惠算力。此次共有69款基于鲲鹏的云服务和43款基于昇腾的云服务正式上线,涵盖了IaaS、PaaS、EI、数据库、安全、IoT等领域,帮助客户加速业务创新,实现普惠AI。

“两翼”指智能计算业务以及智能数据与存储业务。在智能计算领域,面向端、边、云,提供“鲲鹏+昇腾+x86+GPU”的多样性算力。在智能数据与存储领域,融合了存储、大数据、数据库、AI,围绕数据的全生命周期,让数据的每比特成本最优、让数据的每比特价值最大。

“双引擎”即是围绕“鲲鹏”与“昇腾”打造的两个基础芯片族,构筑异构的计算架构。其中,鲲鹏主打服务器和PC机芯片,昇腾主打训练和推理芯片。值得一提的是,目前在计算架构中,华为是业界唯一同时拥有“CPU、NPU、存储控制、网络互连、智能管理”五大关键芯片的厂商。

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华为按照“量产一代、研发一代、规划一代”的节奏投资芯片。据侯金龙披露,鲲鹏处理器从2007年走到现在已历时12年,鲲鹏920为第三代芯片。后续该公司将以每年推出一代的节奏持续演进“鲲鹏+昇腾”、持续提升竞争力,同时确保后向兼容,源源不断地推动整个计算产业向前发展。

硬件开放、软件开源、使能伙伴

从无到有打造一个全新体系的艰难程度可想而知,为了构建起基于“鲲鹏+昇腾”处理器的产业生态,华为可谓全力以赴。此次全联接大会该公司正式详述了其在计算产业的定位及生态发展策略。

侯金龙介绍说,在定位上,华为重点投资计算架构创新、处理器的研发以及华为云的服务。发展策略上,将通过硬件开放和软件开源,使能广大合作伙伴,形成一个开放的产业生态,从而推动计算产业更好地发展。

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硬件开放方面,华为对外提供主板、SSD、网卡、RAID卡、Atlas模组和板卡,优先支持合作伙伴发展服务器和PC等计算产品。TaiShan服务器以及华为终端的PC机聚焦做高端和内部配套,条件成熟时,华为可以停止TaiShan服务器的销售业务。此次华为推出了鲲鹏主板并宣布全面开放,鲲鹏主板采用多合一SoC、xPU高速互联、100GE高速I/O等关键技术,它不仅搭载了鲲鹏处理器,还内置了BMC芯片、BIOS软件;华为将开放主板接口规范和设备管理规范,提供整机参考设计指南,全面向伙伴开放华为的技术积累和实践经验。

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同时,基于昇腾910和310 AI处理器,该公司发布了Atlas全系列产品,除AI训练集群Atlas 900外还包括AI训练服务器Atlas 800、智能小站Atlas 500、AI推理与训练卡Atlas 300和AI加速模块Atlas 200,完成了Atlas全系列产品布局,覆盖云、边、端全场景,面向训练和推理提供强劲算力。

软件开源方面,华为开源操作系统、数据库和AI计算框架,使能伙伴发展自己品牌的产品,并为开发者提供覆盖端、边、云的全场景开发框架。侯金龙宣布,华为将于2019年12月31日开源服务器操作系统、2020年6月开源GaussDB OLTP单机版数据库、2020年第一季度开源MindSpore全场景AI计算框架。其中,开源版本的服务器操作系统名称为openEuler,开源版本的数据库名称为openGauss。

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该公司将支持基于openEuler的合作伙伴发行商业版操作系统,支持各行业主流应用和软件开发商把软件和应用迁移到基于openEuler的操作系统上,并计划与深之度、中标麒麟、天津麒麟、中移苏研、普华等伙伴联合推出openEuler开源社区。而openGauss可覆盖企业70%以上的数据库业务场景,支持合作伙伴发展自己品牌的数据库产品和应用。

华为承诺不做应用,但免费支持主流应用和软件的迁移适配,侯金龙说。

为进一步加快生态的构建、实现生态圈共荣,华为还将从四个方面努力。包括以行业聚合应用,围绕各个行业,联合行业伙伴打造完整的产业生态链和具有竞争力的解决方案。以区域整合产业,鲲鹏是业界共同的产业,欢迎各区域的伙伴根据自身特点打造本区域的鲲鹏产业。以联盟孵化标准,联合绿色计算产业联盟、边缘计算产业联盟等组织,制定开放的软硬件标准体系,促进产业的健康发展。以社区发展开发者,开发者是产业的灵魂,未来五年华为将联合各社区和高校培养500万开发者,为计算产业注入活力。

此外,此次全联接大会上沃土计划2.0正式发布,华为宣布未来五年将投入15亿美元,使能并帮助全球开发者基于华为开源开放的产品和服务进行技术与商业创新。该公司还与绿色计算产业联盟、中国电子技术标准化研究院、安谋科技(中国)、IDC以及产业伙伴共同发布了《鲲鹏计算产业发展白皮书》,从产业定位、前景展望、应用分析和发展规划等方面系统性地阐述了鲲鹏计算产业的发展大计。

深度解读:计算产业变革呼之欲出 华为将如何为世界提供最强算力?

“长风破浪会有时,直挂云帆济沧海”,华为基于“鲲鹏+昇腾”双引擎的计算战略的全面启航,标志着一个新时代的到来。随着该战略的实施,或许我们将看到计算产业更为广阔的天地,以及更胜往昔的风景。

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