
1.1 计算产业发展概述
以“信息技术”为特征的第三次工业革命,将世界带入数字化时代;以“智能技术”为特征的第四次工业革命,目前正在席卷全球,将会把人类社会带入智能化时代。那么,计算产业的定义到底是什么呢?其实,计算产业指的就是与IT(Information Technology,信息技术)计算能力相关的各种产业。例如个人PC(Personal Computer,个人计算机)、服务器、中间件、虚拟化、存储等。简而言之,计算产业是IT技术的基础,是每一次产业变革的驱动力,从云计算、大数据、人工智能,到区块链、边缘计算、物联网都离不开强大的计算能力的支持。
1.1.1 移动应用云化、万物互联兴起(万物互联时代背景)
在万物互联(Internet of Everything,IoE)的定义中,人、流程、数据和事物结合在一起使网络连接变得更加相关,更有价值。万物互联将信息转化为行动,为企业、个人以及国家创造新的功能,并带来更加丰富的体验和前所未有的经济发展机遇。
互联网给国家、企业和个人带来许多福利,通过信息的民主化改进教育,通过电子商务促进经济增长,通过支持广泛的合作加快商业创新。如今,我们正从“物联网”(Internet of Things,IoT)走入“万物互联”的时代,所有的东西将会获得语境感知能力,增强的处理能力和更好的感应能力。将人和信息加入互联网中,你将会得到一个集合十亿甚至万亿连接的网络。这些连接创造了前所未有的机会并且给沉默的东西赋予声音。
随着越来越多的事物、人、数据和互联网联系起来,互联网的力量正呈指数增长。同时在计算产业,AI(Artificial Intelligence,人工智能)、AIoT(Artificial Intelligence & Internet of Things,人工智能物联网)、应用和数据的多样性管理都对计算提出了新的需求。当前计算产业呈现2个变化趋势。第一个是在我们的日常生活中,移动智能终端逐渐取代传统的PC。有数据显示,2018年全球传统PC出货量为2.5亿台,连续七年下滑。与之相反,2018年全球移动智能终端出货量突破16亿部。这意味着计算能力正在从x86架构向ARM(Advanced RISC Machine)架构转移,应用正从PC应用向移动应用,再向移动应用云化转移。新的算力需求意味着云数据中心侧与端侧同构的算力需要高性能、高并发、高吞吐的算力支持。第二个是万物互联的时代将为我们带来海量的数据,2018年全球连接设备的数量已超过230亿,预计到2025年将突破1000亿。对于海量数据的处理需求,在边缘侧,需要对采集的数据进行实时的智能分析、处理,提出AI的算力需求;在数据中心侧,分析、处理海量的数据需要高并发、高性能、高吞吐的计算能力。
1.1.2 单一架构向多种计算架构组合演进
云计算(Cloud Computing)是继20世纪80年代由大型计算机向客户端/服务器(Client-Server,C/S)模式大转变后,信息技术的又一次革命性变化。云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用技术、网络存储、虚拟化和负载均衡等传统计算机和网络技术发展融合的产物,其目的是通过基于网络的计算方式,将共享的软件/硬件资源和信息进行组织整合,按需提供给计算机和其他系统使用。云计算作为虚拟化的一种延伸,影响范围越来越大。即便如此,云计算依然不能支持复杂的企业环境。因此,基于对现有云计算产品的分析,结合个人经验,总结出一套云计算架构,该架构主要可分为显示层、中间层、基础设施层、管理层四层。
海量应用的涌现,以及云计算、大数据、人工智能等技术的飞速发展,助推计算多样性,未来的计算不仅要满足端、边、云等全场景需求,同时还要支撑电信、制造、金融、能源等传统行业的数字化转型,这标志着智能计算的时代已经来临。
时代发展逐渐证明多样性计算组合才是最优路径。在计算多样性的智能计算时代,没有任何一种单一的计算架构可以满足所有场景、所有数据类型的处理需求。比如摩尔定律,它是由戈登·摩尔(Gordon Moore)提出来的,其内容为:“当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18~24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。”换言之,一美元所能买到的电脑性能,每隔18~24个月将翻一倍。这一定律已经不适用于当前计算产业的发展趋势。因为传统的单一的计算架构已经不能满足当前所有的计算场景、所有的数据类型的处理需求。在计算多样性的时代,我们有大量异构计算能力的需求。多种计算架构共存的异构计算将是计算架构重构的最优路径。基于对发展趋势的理解,华为正在积极满足数据与应用多样性带来的计算多样性需求,推动计算架构向“x86+ARM+GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器)+NPU”的多样性架构发展。
基于“重新定义计算架构”的战略目标,华为聚焦鲲鹏(KunPeng)处理器与昇腾AI处理器,分别面向通用计算场景和人工智能场景,建立计算产业核心竞争力,引领计算产业迈向智能和多样性计算时代。华为公司的计算战略就是打造多样化计算架构、构建基于鲲鹏处理器和AI昇腾处理器的计算平台。华为一直秉承“聚焦处理器技术、硬件开放、软件开源、伙伴优先”的理念,注重鲲鹏计算产业生态的构建,通过更深入的技术合作,更丰富的业务创新,与伙伴共赢,共同构建鲲鹏计算产业生态。
围绕鲲鹏计算平台和昇腾计算平台,华为以五大系列自研计算芯片为基石[鲲鹏处理器、昇腾AI处理器、智能SSD(Solid State Disk或Solid State Drive,固态硬盘)控制器芯片、智能网卡芯片、智能管理芯片],基于两大智能引擎(智能管理引擎与智能加速引擎),突破摩尔定律极限,提升管理效率,进行面向全场景的智能计算解决方案布局。在多样性计算以及建设绿色数据中心的趋势下,华为推出了新一代数据中心服务器——TaiShan服务器。TaiShan服务器基于华为鲲鹏处理器,具有多核、高并发、高效能的优势,适用于大数据、分布式存储、原生应用、数据库等应用场景。无论是打造鲲鹏和昇腾两大计算平台,还是提供覆盖云、边、端的全栈全场景智能计算解决方案,华为都致力于以多样化的算力,加速传统数据中心智能化升级,使能行业智能化再造,实现构建万物互联的智能世界的愿景。
1.1.3 计算产业空间与产值
华为鲲鹏借力ARM,剑指计算产业万亿空间。华为鲲鹏逐步突破ARM体系在服务器市场的应用边界。ARM之前由于高密度低功耗的特点,且一般只适合轻量级的工作负载,因此在PC和服务器等应用场景下显得力不从心。随着ARM公司针对全新基础架构和各种应用场景公布Neoverse处理器IP(Internet Protocol,网络互连协议)路线图,ARM产品的应用边界被逐渐打开,其中大规模数据中心就是其中重要的一块。鲲鹏920处理器和鲲鹏920s处理器目前主要的应用场景是服务器和云计算市场,在高性能测试方面,鲲鹏920处理器的整体测试性能超过930分,同时还推出了基于鲲鹏芯片的TaiShan服务器,其鲲鹏芯片处于基于ARM服务器CPU(Central Processing Unit,中央处理器)高性能的第一梯队。
目前ARM在移动端有着不可比拟的优势,根据ARM公司财报表述,目前ARM约占90%的移动和IoT市场,发货量是1500亿个。ARM在移动端生态较为完善,且在并发性能、功耗、集成度等方面都保持着领先优势,后续这些优势有望从移动端逐步延续到服务器端和PC端。同时对于鲲鹏来说,鲲鹏产业有望通过三步走战略,即从树立标杆客户到拓展部分行业再到实现全行业全场景覆盖,掘金万亿全球计算产业(根据IDC预测,到2023年,全球计算产业投资空间达1.14万亿美元。中国计算产业投资空间达1043亿美元,接近全球的10%)。