前言:去年华为发布了两款高性能的 7nm 级芯片处理器鲲鹏 920昇腾 910,标志自研芯片算力步入 ARM 架构体系前列水平。

 

鲲鹏:应对大数据处理+分布式存储

 

华为 2019 年 1 月对外发布鲲鹏 920 处理器,鲲鹏 920 采用最先进的 7nm 工艺,集成 64 个核心。

 

鲲鹏 920 处理器是专为大数据处理和分布式存储等应用场景设计,因而应用场景与英特尔“至强”类似。对比内存等指标和集成网卡等特点,鲲鹏 920 在海量存储的应用场景中更有优势。

 

鲲鹏 920 实现 ARM 架构业界性能最强,集成四大结构于单一封装。华为 2019 年 1 月对外发布鲲鹏 920 处理器,鲲鹏 920 采用最先进的 7nm 工艺,集成 64 个核心。

 

通过优化分支预测算法,增加 OP 单元数量并进一步改进内存子系统架构,整合 8 通道的内存控制器,提升处理器性能,使得带宽增加幅度达 48%。

 

此外,鲲鹏芯片中集成了传统计算芯片的四大结构,包括网络、存储、主控芯片和 CPU 于单一封装中。

 

 

昇腾:AI 处理器产品之路

 

“昇腾 910”是已发布的单芯片计算密度最大的 AI 芯片,单片执行速度超过同期 AI 芯片。基于“昇腾 910”AI 芯片,推出超强算力的 Atlas900AI 训练集群。

 

目前,华为已在华为云上部署了一个集聚 1024 颗 910 的 Atlas900AI 训练集群,基于当前最典型的“ResNet-50v1.5 模型”和“ImageNet-1k 数据集”,Atlas900AI 训练集群只需 59.8 秒就可完成训练,排名全球第一。

 

昇腾 310 和昇腾 910 两款 AI 芯片拉开华为 AI 处理器产品之路。华为基于自研的达芬奇框架,推出用于边缘计算和低功耗场景下的昇腾 310 和主打训练和高效计算的昇腾 910。

 

 

鲲鹏+昇腾:完整的计算产业生态

 

华为采用长期投入、全面布局的战略围绕鲲鹏处理器打造了“算、存、传、管、智”五个子系统的芯片族。

 

经历十几年的研究,推出商用处理器鲲鹏、AI 处理器昇腾、手机 SOC 麒麟芯片、以及一系列专用处理器。

 

2019 年 9 月,华为发布基于“鲲鹏+昇腾”双引擎的计算战略,打造“一云两翼双引擎”的鲲鹏计算产业布局。

 

目前华为基于“鲲鹏+昇腾”双底座,已经打造出了完整的“开源、开放”计算产业生态,包括芯片、操作系统、数据库、整机等自研的核心软硬件产品。

 

 

 

ARM 需求变化,鲲鹏产业计划显现

 

随着未来计算产业方向的发展,多种计算架构并存的状态有望随云服务的发展进一步加速出现。

 

自 2012 年以来,算力需求的增长出现每 3.5 月翻一倍,每年增长约 10 倍的惊人事实。而随着处理器进入后摩尔定律时代,制程升级带来效能升级边际效应减弱。

 

因而计算产业进入异构计算时代,以 ARM 为代表的处理器有望在非移动端大放异彩,承接更多算力需求。

 

根据《鲲鹏计算产业白皮书》的规划,鲲鹏产业计划先在包括政务、电信、金融和互联网等重点行业竖立典型场景,打造标杆项目;后逐步扩展行业覆盖范围,利用技术优势推进各行业数字化业务的发展;最后实现全产业链打通,构筑基于鲲鹏服务器的完整生态。

 

鲲鹏计算产业的出现则是建立一套基于 ARM 的开源生态,提供硬件开放、软件开源,先通过满足自用需求,再逐步往重点行业推广的策略汇聚全产业链优质企业一起推动生态建立与发展。

 

围绕这个生态,最好的表现形式就是云计算,借助鲲鹏和昇腾生态,从芯片到操作系统,到数据库,到应用和 AI,形成了完整的生态体系。

 

云 - 边 - 端,算力棋盘的每个关键点,华为都布下了棋子。而鲲鹏,正是通用算力最重要棋子。

 

基于鲲鹏处理器构建的全栈 IT 基础设施、行业应用及服务,包括 PC、服务器、存储、操作系统、中间件、虚拟化、数据库、云服务、行业应用以及咨询管理服务等。

 

 

欲建生态先筑边界

 

对于集成电路产业和计算产业来说,尽管处理器技术是产业根基,但并不是产业繁荣与否的决定性因素,生态才是。为构筑生态,一家睿智的芯片公司并不会无限制扩大自家版图。

 

华为是鲲鹏和昇腾处理器的拥有者,但华为并不打算依托技术壁垒构建起利润丰厚的封闭生态。而是聚焦于鲲鹏和昇腾处理器、鲲鹏云服务和 AI 云服务等领域的技术创新,开放能力,使能伙伴,共同做大计算产业。

 

在鲲鹏计算产业生态中,华为为自身划好了清晰的业务边界,以技术使能者的角色,将鲲鹏计算产业的市场空间让渡给了合作伙伴,这也给予了合作伙伴加入鲲鹏计算产业生态的理由。

 

而鲲鹏和昇腾这对顶尖的算力组合,为智能时代的多样化场景提供了多样化的计算架构选择和充足的算力保障,也为生态的快速扩张奠定了基础。

 

 

鲲鹏+昇腾有其重要意义

 

①当前我国的信息安全的自主可控已迫在眉睫。鲲鹏+昇腾的意义在于:通过联合中国基础软硬件生态合作伙伴,打破国外技术的制约,建立国产化 IT 生态。并且此举动也带动中国计算产业进入发展新阶段。

 

3 月 25 日工信部表示,在加快数字新基建的基础要重点关注:基础软硬件方面,将实施国家软件重大工程,集中力量解决关键软件的卡脖子问题。

 

基础软硬件的突破离不开国家信创战略的实施,华为鲲鹏生态作为信创战略的中坚力量,在当下的时间点需要其带动国产基础软硬件弯道超车。

 

②由于受国际技术封锁限制等事件影响,华为公司以鲲鹏 CPU 芯片、昇腾 AI 芯片、高斯 GuassDB 数据库、华为云等为底层核心技术支撑将自身定位由整机厂商转变为核心基础软硬件供应商。

 

鲲鹏的核心优势之一是多核低功耗,通过华为的加速技术,性能提升 50%,过硬技术保障算力的可靠性。

 

如若将英特尔 x86 架构为主的 CPU 提供底层算力,称之为“第一次算力”。那么,华为鲲鹏通过打造数字中国的底座,携手生态伙伴的战略及过硬技术将给世界提供“第二次算力”。

 

未来市场空间和前景预测

 

IDC 预测 2023 年中国计算产业投资空间占全球 10%,约 7000 亿人民币,我们预测 2023 年华为鲲鹏产业市场规模近 1900 亿元,是市场重要发展动力。

 

根据 IDC 预测,全球计算产业投资空间预计到 2023 年实现 1.14 万亿美元,而中国市场作为全球产业的主要推动力,约占全球 10%,近 1043 亿美元,即 7301 亿人民币。

 

预计在 2023 年鲲鹏服务器的市场空间约 500 亿,包含鲲鹏主板和处理器的市场空间约 200 亿。华为预测 2023 年鲲鹏计算产业中 PC 的市场规模约为 390 亿,出货量约 780 万台。

 

2023 年全球服务器市场空间 1121.3 亿美元,中国服务器市场空间达到 339.7 亿美元。

 

2023 年全球企业存储设备市场 311.0 亿美元,中国外置存储市场空间 60 亿美元。

 

2023 年全球数据库市场空间 568.6 亿美元,中国数据库市场空间 39.8 亿美元。

 

2023 年全球大数据平台软件市场空间 410 亿美元,中国大数据平台软件市场空间 26.6 亿美元。

 

 

结尾

 

鲲鹏+昇腾双引擎发布奠定鲲鹏产业算力基础,打造全栈式 IT 布局。华为以这两大 CPU 为核心,向外扩展生态。利用产业联盟、行业伙伴认证等措施推动产业集群效应,同时利用沃土计划和开发者社区,挖掘、培养、吸引更多的人才参与进鲲鹏生态建设。