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华为鲲鹏920:一颗勇敢的“芯”

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如今,各行各业数字化、智能化转型如火如荼,计算产业新的大航海时代已经来临。

“夫旧而能守,斯亦已矣!然鄙人以为人之处于世也,如逆水许舟,不进则退。”

华为坚定不移地投入计算产业,从最难的架构突破做起,自研处理器,以此为基础打造产业,构建生态。华为期待的是千帆竞发,而不是独舟奋进。

然而,功夫不负有心人,华为“芯”再一次得到了证明!

在第六届世界互联网大会上,华为鲲鹏920作为业界首颗兼容Arm架构的64核数据中心处理器,凭借高性能、高吞吐、高集成、高能效等特性通过大会评委的一致认可,荣获领先科技成果奖。这是继华为麒麟960、昇腾310 AI处理器获奖之后,华为再一次捧得领先科技成果奖奖杯。

华为把计算推向新高度

今天的IT环境越来越复杂,应用越来越丰富,典型业务场景如:云场景(WEB/APP)、存储(分布式)、ARM原生应用、大数据的大规模并行分析。多种数据类型、多种Workload要求新的计算架构,多种计算架构的组合才是最优的解决路径。

华为以客户为中心,实施多路径战略,满足客户多场景计算需求,持续创新,推出麒麟、昇腾、鲲鹏等系列处理器,开发相应的产品和服务,并打造相应的合作共赢的生态。

本次获奖的鲲鹏920处理器是华为自主设计的高性能服务器处理器,其在高性能、高吞吐、高集成、高能效方面的创新突破,把计算推向新高度。

高性能

鲲鹏920处理器采用华为自主开发的处理器内核,兼容ARMV8.2指令集,通过优化分支预测算法、提升运算单元数量、改进内存子系统架构等一系列微架构设计,大幅提高了处理器单核性能。单核SPECint_speed_base2006@GCC 7.3.0 -O2性能达到10.8/GHz。

同时,鲲鹏920采用自研Mesh互联Fabric,单芯片集成最多64个自研核,典型主频2.6GHz。业界标准Benchmark SPECint_rate_base2006@GCC 7.3.0 -O2评分超过930,超越业界主流CPU,将性能纪录提升了25%,创造计算性能新纪录。

高吞吐

鲲鹏920处理器在设计之初就开展了芯片封装、单板PCB联合优化设计,攻克芯片超大封装的可靠性以及单板可靠性难题。成功将DDR4的通道数从当前主流的6个通道提升到8通道,DDR4的典型主频也从2666MHz提升至2933MHz,内存带宽高出主流芯片60%,保证了鲲鹏920超强算力的高效输出。

同时,鲲鹏920处理器还率先集成PCIe 4.0、CCIX等高速接口,单槽位接口速率为业界主流速率的两倍,使得鲲鹏920可以更高效地和外设或其他异构计算单元通信,有效提升存储及各类加速器的性能。集成2个100G RoCE端口,网络带宽从主流的25GE提升到100GE,速率提升4倍。

高集成

鲲鹏920采用7nm制程工艺,它不仅是一颗通用CPU,还同时集成了南桥、网卡、SAS存储控制器等三种芯片,做到集成度业界第一,单颗芯片实现4颗芯片的功能,可以释放出更多槽位扩展更多功能,大幅提高系统的集成度,也给客户的TCO带来收益。

高能效

云计算的兴起,使得数据中心规模越来越大,从几台服务器、几个机架演变成以万台服务器为单位的数据中心集群。占地空间和能源消耗成为大型数据中心的重要影响因素,节能具有更重要的意义。

鲲鹏920处理器在创造计算性能纪录的同时,功耗比性能标杆处理器更低,能效比超过主流处理器30%。在大规模数据中心业务实践中,每万台服务器可以每年省电1千万度,碳排放每年减少10,000吨。

华为让计算无死角

华为从2004年开始投资研发第一颗嵌入式处理芯片,历经15年,目前投入超过2万名工程师,形成了以“鲲鹏+昇腾”为核心的基础芯片族。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”5大关键芯片的厂商。华为将按照“量产一代、研发一代、规划一代”的节奏投资芯片。

鲲鹏处理器从2007年走到现在已历时12年,鲲鹏920现在是第三代芯片。鲲鹏+昇腾会持续演进,华为将按每年推出一代的节奏,持续提升竞争力,同时确保后向兼容。

如今,鲲鹏处理器的高性能、可靠性、稳定性已在多个行业得到规模验证,满足了客户多样性计算需求,并规模商用:

在大数据场景下,鲲鹏处理器性能平均比通用CPU高30%以上,意味可以采用更少的设备提供同等的大数据处理能力,降低TCO;

在分布式存储场景下,鲲鹏处理器可以提升IOPS性能20%以上。

在数据库场景下,帮助运营商、金融行业客户承载了企业关键应用,鲲鹏平台的性能高出x86平台20%;

在原生应用场景下,鲲鹏处理器兼容ARM架构,与移动APP天然同构,可支持移动APP无缝迁移到云上运行,性能零损失且不需要二次开发

在云服务场景下,华为云鲲鹏云服务具备在线、资源易获取的天然优势,可以帮助客户和合作伙伴以最快速度实现应用移植和迁移,加速业务创新和升级。在2019华为全联接大会上,华为云发布了69款基于鲲鹏的云服务。

同时,基于鲲鹏与昇腾处理器的相关产品已经在华为的研发、内部IT、产品与解决方案、华为云、消费者云广泛使用。华为已部署超过10万台鲲鹏与昇腾设备,覆盖从研发、生产、办公、交付到销售的全业务场景。

无生态 不华为

为了更好地支持生态发展,未来五年,华为计划投入15亿美金用于发展产业生态。华为与伙伴合作共同打造鲲鹏产业生态基地,目前已落地北京、上海、重庆、深圳、成都、宁波、厦门、长沙、江苏等地区,在平台搭建、人才培养、应用示范等领域全面开展合作。这些城市发挥技术、人才、资源等优势选择与产业伙伴共建鲲鹏生态,推动计算产业的发展。

同时绿色计算产业联盟、中国电子技术标准化研究院、安谋科技(中国)、IDC、华为以及产业伙伴共同发布了《鲲鹏计算产业发展白皮书》。作为鲲鹏计算产业发展的行动纲领和指南,该白皮书从产业定位、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。

笔者认为,在计算领域多场景大势所趋,基于鲲鹏处理器的计算产业终将迎来前所未有的机遇。而兼容ARM架构的鲲鹏处理器之所以能够被人们认可一方面得益于当前企业云化转型大潮的推动,工作负载开始从传统数据中心向云、边缘转移和延伸;另一方面,中国企业客户对于自主可控的迫切需求也推动了国产处理器芯片研发的发展。从国家战略层面来看,核心技术就是国之重器,而研发高端通用芯片是加速实现核心技术突破的关键一环。

在数据中心领域,ARM架构与x86架构为互补的关系,它们将在不同场景下各自发挥作用。并且基于X86的市场销售空间仍会持续增长,同时多场景的业务和数据需求驱动计算多样性,鲲鹏计算产业迎来新的发展机会。随着华为对鲲鹏处理器自身能力的不断创新和提升,它在更高端的计算环境中将拥有更大的施展空间。

华为的愿景是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。华为在9月公布的“一云两翼双引擎”计算产业布局表明,华为将持续战略投入“鲲鹏+昇腾”双引擎,通过芯片能力来实现超越客户期望的算力;通过普适的工程能力满足客户全场景的部署要求;通过云边协同和无缝的网络覆盖实现数据的协同和互通;和合作伙伴共同构筑鲲鹏计算产业生态,帮助客户共同实现商业价值,为世界提供最强算力,让云无处不在,让智能无所不及。

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