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华为Arm服务器芯片产品震撼亮相

发布时间:2020-06-19 发布时间:
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2019年4月26日,华为在杭州举办了2019华为智能计算大会,大会以“芯开始 让智能计算无所不及”为主题,会当凌绝顶,一览众山小,大会发布了重磅的TaiShan解决方案,围绕“立芯”、“用芯”、“放芯”三个角度对TaiShan服务器进行了详细深刻的讲解,同时与各界权威专家就AI产业进行深入趋势洞察与探讨。

 

芯开始,华为智能计算的芯布局

华为注重研发的投入,在总员工18万中有8万研发的员工,广泛分布在170多个国家和地区,品牌排名第48位,世界500强排名72位。

伴随着第四次工业革命的到来,华为致力于把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织,构建万物互联的智能世界。2018年以前华为主要战略聚焦在联接方面,但2018年以后基于其对智能世界的理解,华为转为打造联接+计算+云的策略,构建智能世界的关键基础设施。面对千亿级联接、万亿级计算市场的智能世界,华为有希望也有信心能成为全球五朵云之一。

华为中国智能计算业务部总裁万志指出,如果说联接解决了物理世界到数字世界的转型,那么计算将解决数字世界到智能世界的转型,而云会让联接和计算更高效。

在摩尔定律的推动下,产业正在从计算1.0到计算3.0进化。计算1.0主要是大型机、小型机的专用计算,计算2.0是数据中心和X86的通用计算,而到了计算3.0则进入了全栈全场景的智能计算。应用和数据的多样性呼唤出了多样性计算时代,如整型计算、浮点计算以及其他计算单元,没有哪一个单一的计算能应对大数据的多样性,未来一定是多种计算架构共同发展、万花齐放的局面。

据IDC报告,2018年AI企业应用渗透率仅有4%;但GIV (全球产业展望)预测到2025年云化率高达85%,数据利用率达80%,AI应用率达86%。世界正在悄然地从数字化迈向智能化。

但是如今行业智能化仍面临四大挑战,这四大挑战时刻困扰着这个行业的发展:

  • 算力供应不足,稀缺且昂贵;
  • 数据无法协同,中心计算和边缘计算无法打通;
  • 部署场景的要求高,环境恶劣多变,例如高寒、极寒等;
  • 专业技术要求门槛高,专业人才短缺。

华为在智能计算布局主要包括超强算力、云边协同、普适工程和解决方案四大主要领域。

(1)超强算力:华为提供全自研五大芯片来满足客户期望,超强算力主要体现在算、管、AI、存、传五大方面:

算-计算:2019年1月7日发布了基于ARM处理器芯片的Kunpeng 920,首款7nm ARM服务器处理器,可提供48/64核多核,2.6Ghz;

管-管理:智能管理芯片Hi710内置智能管理引擎和智能故障管理;

AI:2018年发布了基于华为自研的达芬奇架构的Ascend(昇腾) 310/910人工智能芯片,具有极致能效与性能;

存-存储:在存储方面提供了自研的智能SSD控制芯片Hi1812,采用PCIe NVMe与SAS融合的智能加速和磨损算法提供性能、寿命业界第一的芯片;

传-传输:智能融合网络芯片Hi1822,支持以太与PC融合、可编程,可以有效减小对CPU资源占用,释放至少15%的CPU资源。

(2)云边协同:云的模型可以快速的推向边缘,边缘的数据可以快速的导入云端,在数据下发和模型回传的过程中都离不开超高带宽、超低时延、无缝覆盖的网络,而华为可通过云边的协同和无缝网络覆盖实现数据的协同和互通,让数据发挥更大的价值。

(3)普适工程:华为通过科学研究的理论、GCTC测试的验证、全球部署的实践来满足多种环境部署。

(4)解决方案:华为的原则是把简单留给客户,把复杂留给自己,为行业提供一体化的解决方案。例如在数据中心一体化方面,华为提供L1+L2联动/全液冷机柜降低数据中心的OPEX以及基于Atlas的AI一体机可支持1024个AI集群。

华为智能计算,不仅仅是服务器,华为执行的是三大计算平台并驾齐驱和两大生态系统全面发展战略。

三大计算平台指的是华为智能计算将从x86计算平台,AI计算平台和ARM计算平台进行战略布局:

X86计算平台:通过在X86服务平台上引入两大智能引擎,即为智能管理和智能加速引擎,今年4月3号已经发布了FusionSeverPro服务器。其明显特点是灵活、高效、优质。

Atlas:人工智能计算平台。华为希望这款产品能撑起其整个AI的未来,在Atlas方面主要有两大突破,一是算力突破,Atlas基于华为自研的达芬奇架构的昇腾芯片能提供超强的算力,其中昇腾310主要应用于边缘计算,也是边缘计算忠转力最强的;昇腾910主要用于训练场景,是目前单芯片计算密度最大的AI芯片。二是边界突破:达芬奇架构是华为自研的,所以最大的特点是架构统一,非常容易适配。

ARM计算平台的部署则是本次大会的重点——TaiShan服务器的发布,下文会有详细解读。

“两大生态系统”是指华为将持续构筑AI生态和ARM生态:AI生态方面从商业使能、高效合作和开发者与社区建设三方面下手。ARM生态从应用软件、基础硬件、基础软件三方面扩大完整性。

创芯动力,基于华为强大的研发实力和核心芯片,华为以期达到实现数据中心的自动化升级,让各行各业用得起用得好人工智能,驱动数字世界迈向智能世界。目前华为的产品和方案已经受到了来自一万多个客户的认可。

鲲鹏凌云,泰山聚势

ARM架构的优越性已不必多说,ARM架构提供最佳的性能和功耗比。华为对ARM的定位也非常清晰,ARM是华为整个多样化计算的重要组成部分,华为也在积极的推动ARM产业的发展和生态的建设。

华为智能计算业务部TaiShan & Atlas领域总裁张熙伟对华为在ARM的发展的战略总结了三个词,“立芯”、“用芯”、“放芯”。

立芯:华为多年来一直立志创芯,自主研发了鲲鹏处理器,且鲲鹏处理器是目前为止业界性能最强的基于ARM的处理器;

用芯:华为希望基于ARM先天的优势再加上华为在服务器领域多年深耕的积累,打造一个完美结合的泰山服务器,这是华为的用芯之作。

放芯:全身心致力于ARM的生态发展和产业构建,加速创新,希望合作伙伴能放心的与华为同行。

 

立“芯” :鲲之大,一锅炖不下

庄子《逍遥游》有云:“北冥有鱼,其名为鲲。鲲之大,不知其几千里也;化而为鸟,其名为鹏。鹏之背,不知其几千里也;怒而飞,其翼若垂天之云。”

2019年1月7日发布了业界最高性能的基于ARM处理器的鲲鹏920,鲲鹏920的性能如下:

高性能、高集成度、高吞吐率以及高能效比。鲲鹏920 SPECint Benchmark评分超过930,超出业界标杆25%。值得一提的是,该芯片集成8通道DDR4,速率由2663提升到2993,总带宽达到了1.5T bit/s,内存带宽超出业界主流46%。鲲鹏920支持PCIe4.0及CCIX接口,可提供640Gbps总带宽,比业界主流提升66%。芯片集成100G RoCE以太网卡功能,网络带宽翻4倍,大幅提高系统集成度。

华为处理器芯片业务部副总经理夏勤提到,为了满足满足客户丰富多样的需求,鲲鹏推出了系列化产品,其中鲲鹏920 64核可以提供极致性能,32核/48核可提供极致能效比,而鲲鹏916 32核可以满足低功耗的需求。

鲲鹏920体现了华为在芯片上的深厚积累,同时也体现了华为在整个生态的强大号召力。鲲鹏920自设计之初就以高性能为基础,在满足客户对高性能、高能效,持续不变的需求,采用自研内核架构、自研芯片架构,选取了业界最新的7nm工业超大尺寸封装,充分享受了摩尔定律的宏利。

鲲鹏920率先推出了PCIe 4.0标准,大幅提升了包括存储、网络在内的各类外设的吞吐率,同时华为积极推动CCIX联盟,CCIX规范提供了异构加速的关键技术,将I/O访问变成了Memory访问,大幅的降低了访问延迟。

千里之行,在于永不止步。华为在ARM处理器的合作探索已有15年,2004年开始与ARM合作研发了通讯与嵌入式设备;2009年推出智能手机芯片K3,也就是麒麟的前身;2015年华为推出了存储和服务器的CPU,这一系列的芯片是鲲鹏的前身。未来华为将会坚定的投入ARM,在鲲鹏的处理器上持续演进,保持至少两年一代的演进速度,满足客户的需求。

用芯之作:TaiShan服务器

华为的智能计算发布了算、存、传、管、智五大自研芯片,TaiShan服务器恰恰是华为智能计算五大自研芯片中最用心的服务器产品,五大芯片的创新在TaiShan服务器上得到了完美的体现。

TaiShan服务器发布了3款服务器,分别是TaiShan 2280均衡型服务器,所谓的均衡性服务器是指在计算、存储和网络方面是均衡的,也是目前发货量和应用最广泛的服务器;另一个是TaiShan 5280存储型服务器,一柜能支持5.6PB的容量,适合分布式存储的场景;第三个是TaiShan X6000高密型服务器,一柜能支持80个计算节点和10240核,多核的能力能支撑液冷的解决方案,适合大型数据中心的部署场景。

TaiShan服务器搭载了两颗鲲鹏处理器,拥有强劲的算力,成为服务器计算的新标杆。在SPECint 的基准测试中(主要评估服务器整型计算能力),TaiShan服务器的最近的跑分结果是1860分,将原有记录提高了25%;在SPECpower_ssj2008的测试中(主要评估在实际工作环境下服务器整个系统的性能和功耗的平衡),TaiShan服务器在满负荷的情况下能够将该项测试Java类的应用性能提升15%。

罗马不是一天建成的,TaiShan服务器是华为经过17年的计算技术和工艺积累,多重的可靠性设计和测试性保障以及多个场景下智能故障的管理,领先的液冷技术等等,才确保了产品稳如泰山。

在多项技术和多个合作伙伴的支持下,TaiShan服务器可提供全站的五大解决方案:

(1)TaiShan大数据支持大数据平台软件,ARM多核能实现并发处理数据,提升计算性能,支持融合部署,保护客户投资。

(2)分布式存储,TaiShan支持多个分布式存储软件,如SUSE、ubuntu.Open-source、FusionStorage等,利用多核优势能够在单台服务器上并发进行数据处理,提升存储性能。

(3)ARM原生,是指大部分移动应用都是基于ARM的处理器开发的,这与TaiShan服务器是同一个指令集,可以实现天然兼容。基于这个特点,华为打造了云手机、云游戏场景,目前国际主流的云游戏服务商提升30%的性能,同时华为手机每年有2亿台的出货。

(4)HPC高性能计算,过去几年华为在TaiShan服务器上构筑了完整的ARM HPC的软件站,帮助客户快速的部署高性能计算应用环境,在重点的制造、气象和基因行业应用方面都有所部署。

(5)数据库,TaiShan目前已和主流的数据库软件如南大通用、人大金仓、达梦数据库、MySQL等都有预集成,华为做了大量的软硬件协同优化实现最优的计算路径,突出表现是是在查询性能中提升了53%,交易性能提升了35%。

 

放“芯”同行    

华为在放“芯”同行方面将围绕产业、行业、开发者,以客户为中心,进行长久的投入,构建立体生态。第一个措施是华为将以服务的态度和方式赋能伙伴,以云服务提供ARM开发环境和工具,包括华为云ARM验证环境、GCC联盟云上贵州、鹏程实验室等,同时华为研发人员进行线上线下的论坛,联合孵化。

第二个措施是实施伙伴激励计划,包括高效科研组织权益激励、行业ISV伙伴权益激励、开发者组权益激励,与各个企业实现共赢。

“独木难成林,万花才是春”华为智能计算业务部TaiShan服务器业务总经理卢广讲到,只有共同的努力才能实现ARM产业的繁荣。

 

小结:

华为在芯片方面的战略布局宣布着一个万物互联,万物感知的智能世界正在到来,基于ARM的智能终端应用正在加速发展,华为在计算领域厚积薄发、持续创新突破,鲲鹏展翅,飞向泰山~

  


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