星辰大海：华为用“鲲鹏+昇腾”计算双擎再出发

    如果说数据是智能时代的生产资料，计算是智能时代的生产力，那么多元化的计算芯片毫无疑问就是智能时代生产力的动力引擎，动力引擎决定了未来人工智能规模化商用的进程。
    在2019年华为全联接大会上，华为首次对外宣布推出整体计算战略。这意味着在计算产业走向拐点、计算架构创新迎来黄金十年之际，计算战略将成为华为公司未来最核心战略之一。就如华为Cloud ＆ AI产品与服务总裁侯金龙表示，预计到2023年，全球计算产业规模将超过2万亿美元，在中国则有1．1万亿人民币的市场空间，华为将坚定不移地对计算产业进行投入。
    事实上，计算市场在未来的确是一个巨大的市场，大量人工智能应用的出现，对计算芯片在性能、功耗、成本、应用开发方面提出了非常高的要求，也驱动着计算朝着多元化、异构化的方向发展。与此同时，计算市场依然具有极高的技术门槛。
    那么，在市场广阔、竞争激烈的计算市场，华为计算产业的核心策略是什么？华为计算产业的核心竞争力又有哪些？面对极度依赖生态来发展的计算领域，华为又将如何打造生态？
    从联接到计算
    华为为什么要这样布局
    在华为看来，两项关键技术在智能时代中不可忽视：一项是联接，另外一项就是计算。计算和联接就像是孪生兄弟一样密不可分，有联接的地方，就应该有计算，有计算的地方，就应该有联接。
    从更深层次的计算需求来看，人工智能、物联网、大数据等技术让应用类型走向多元化，传统通用型CPU，因为受制于摩尔定律，面对多元化的应用趋势已经“力不从心”。通用型CPU运算是瓶颈，但是优势在于调度、管理以及丰富的辅助工具；而GPU运算强，适合高并发的应用场景，但是管理是瓶颈；FPGA管理和运算是优势，不过开发周期长、难度大。因此，用多元化计算芯片去灵活满足多样化应用的计算需求就成为大势所趋。
    
    华为Cloud ＆ AI产品与服务总裁侯金龙直言，计算产业正在发生明显的趋势变化。主要体现在：数据中心正在逐步演变成为计算中心，每年AI算力的需求增长将超过10倍，到2025年，AI算力将会占据数据中心算力的80％。
    其次，终端和边缘端正在驱动计算架构进行创新，2018年全球Arm芯片出货量超过230亿片，主要用于端侧和边缘侧，而数据中心通用CPU的出货量则不到3000万片，端侧和边缘侧的巨大需求和优势将驱动计算架构的创新以及生态的发展，并且未来中心侧、端侧与边缘侧之间的协同将会带来更加高效的计算。
    另外，计算架构必须进行持续创新来解决通用CPU遇到的技术瓶颈难题，通过多元化计算、异构计算打破能效墙、散热墙、优化墙、内存墙、高速IO墙等难题，让算力对于能源和环境具有更好的友好性。“以华为新推出的Atlas 900 AI训练集群为例，算力达到了256 PFLOPS，同等算力情况下，通用CPU需要6195个机柜，GPU则需要208个机柜，而NPU如昇腾只要128个机柜，而实际上我们通过芯片优化和系统级优化只用了16个机柜，功耗从4万kW降到736kW”
    正所谓计算多样化的趋势不可阻挡，华为开始坚定不移的投入到计算产业。事实上，华为在计算芯片领域有着长期的积累，从2004年投资研发第一款嵌入式芯片开始，十五年间，华为已经成为业界唯一同时拥有计算架构中“CPU、NPU、存储控制、网络互连、智能管理”五大关键芯片的厂商。
    在本次华为全联接大会上，华为宣布将围绕“鲲鹏＋昇腾”双引擎，打造“一云两翼双引擎＋开放生态”的产业布局；两翼则是指智能计算业务以及智能数据与存储业务，覆盖端、边、云场景，提供“鲲鹏＋昇腾＋X86＋GPU”的多样性算力，围绕数据的全生命周期让数据的每比特成本最优化、让数据的每比特价值最大；一云则是指华为云，通过全栈创新，成为生态伙伴的黑土地，为世界提供普惠算力；最后则是将硬件开放和软件开源，使能合作伙伴，形成一个开放的生态。
    
    为此，华为将从架构创新突破、对全场景处理器族的投资、坚持有所为、有所不为的商业策略以及不遗余力构建开放生态四个方面全力推动华为计算产业战略。“华为计算战略追求的是围绕客户需求持续创新，为世界提供最强算力、让云无处不在、让智能无所不及。”侯金龙直言。据悉，华为将按照“量产一代、研发一代、规划一代”的节奏投资芯片，并将持续演进、向后兼容。
    “鲲鹏＋昇腾”
    华为要打造什么样的双擎
    毫无疑问，在计算领域，华为将核心竞争力构筑在鲲鹏处理器和昇腾处理器上，围绕鲲鹏处理器，打造生态全链条，逐步从主板、服务器、服务器操作系统到云服务及应用的系统级验证；而围绕昇腾处理器，打造出全栈全场景AI解决方案，去年的昇腾310以及今年的昇腾910陆续宣布商用，标志着全栈全场景AI解决方案的落地。
    据悉，目前华为已经投入超过2万名工程师投入到芯片相关研发。事实上，鲲鹏处理器从2007年就开始研发，历时12年的研发之后，目前已经是第三代芯片产品。华为透露，鲲鹏＋昇腾会长期演进，按照每年推出一代的节奏，持续提升竞争力，并且确保向后兼容。
    在鲲鹏处理器方面，华为推出基于鲲鹏处理器、拥有最强算力的通用服务器TaiShan系列。TaiShan系列服务器具备至少64核、8个内存通道、PCIe 4．0、多合一SoC、xPU高速互联、100GE高速I／O等六个特征，是当前兼容Arm架构的最强算力通用服务器。同时，面向数据中心分布式演进需求以及边缘计算需求，华为提供了存储密集型、计算密集型、边缘计算等多款服务器产品。
    
    在昇腾AI处理器方面，华为此次发布了基于昇腾AI处理器的全球算力最强的Atlas全系列产品，包括基于昇腾910和310 AI处理器的全球最快的AI训练集群Atlas 900、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。Atlas全系列产品基于统一的达芬奇架构和全场景AI计算框架，可实现云边端协同，有利于全行业的智能化加速。
    “Atlas 900由数千颗昇腾910处理器组成，在ResNet－50测试中，以59．8秒的成绩位居全球第一，可广泛应用于科学研究、天文探索、石油勘探等领域。Atlas 800则在4U空间集成了8颗昇腾910 AI处理器，可提供2 PFLOPS的超强算力，算力密度是业界同类产品的2．5倍。Atlas 300：可提供256 TFLOPS的算力，是当前业界主流训练卡的2倍，每秒训练的图片数量从965张提升到1802张。”华为智能计算业务部总裁马海旭表示道。
    
    事实上，从华为在本次全联接大会上透露的信息可以看出，华为已经在产品和服务层面初步完成了对鲲鹏和昇腾的布局。在产品层面，无论是通用服务器产品还是AI训练集群，华为都有着丰富的产品供用户选择；而在云服务方面，华为本次也推出了112款基于鲲鹏和昇腾的云服务，包括，69款基于鲲鹏的云服务和43款基于昇腾的云服务，可以让更多用户通过云服务的方式享受到鲲鹏＋昇腾带来的计算动力。侯金龙透露：“华为云鲲鹏云服务具有高性能、高并发的特点；昇腾云服务则可以广泛用于AI推理、训练、自动驾驶训练等场景，通过全栈创新实现普惠AI。”
    当然，除了产品与服务层面外，华为还将从软硬件、生态合作等方面推出了一系列举措来推动华为计算的发展。
    从硬件到软件再到伙伴
    华为要怎样推动生态
    众所周知，计算产业是一个极度依赖生态的产业，除了芯片产品需要具有足够竞争力之外，必须在全产业链上有着强大的生态能力，让相关的计算产业得到长足的发展。从芯片60余年的发展历史来看，一个开放的计算生态才能最终走向繁荣。
    为此，华为在本次全联接大会上推出硬件开放、软件开源两大举措来使能合作伙伴。
    首先，在硬件开放层面。华为正式推出了向合作伙伴全面开放的鲲鹏主板。华为鲲鹏主板采用xPU高速互联、多合一SoC、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。合作伙伴可以基于鲲鹏主板和整机参考设计指南，快速开发出自有品牌的服务器和台式机产品。
    
    其次，在软件开源层面。华为宣布将于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。开源版操作系统名称为openEuler，开源版数据库名称为openGauss。openGauss数据库可覆盖企业70％以上的数据库业务场景。华为将支持基于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。据悉，华为与深度科技、中标麒麟、天津麒麟、中国移动苏州研究院、普华等伙伴计划联合推出openEuler开源社区。
    
    最后，在使能合作伙伴层面。华为宣布未来五年将投资15亿美金用于发展产业生态，以更好地支持生态发展，包括以行业来聚合应用，围绕各个行业打造完整的计算产业生态链和具有竞争力的解决方案；以区域来整合产业，根据各区域合作伙伴的特点来打造自己的鲲鹏产业；以联盟来孵化标准，通过绿色计算产业联盟、边缘计算产业联盟等构建基础软硬件的标准体系，推动产业健康发展；以社区发展开发者，华为希望与合作伙伴在未来五年培养500万开发者。
    总结来说，华为希望通过一系列的举措来实现产品与服务到位、产业扶持资金到位、行业标准准备到位、人才培养到位，与合作伙伴共建繁荣的鲲鹏＋昇腾计算大生态。
    未来征途是星辰大海
    计算产业是典型的技术密集型、资本密集型的产业。前期往往需要巨大的研发投入，还需要不断保持创新能力，确保竞争力。当前，全球计算产业格局在稳定多年之后，又迎来了新一轮的变化，计算架构创新开始步入新的黄金时代，计算市场将会是一个空间巨大、且竞争充满未知的市场。
    华为前三十年聚焦在联接之间事情上，并且有所大成。如今，在智能时代中，联接与计算密不可分，华为选择以计算产业再出发，挑战与机遇可谓是并存。希望华为能够不负韶华，以梦为马、星辰大海。