
AI正在成为企业助力决策、提升客户体验、重塑商业模式与生态系统、乃至整个数字化转型的关键驱动力。
但在崭新的AI时代,数据中心网络性能也正在成为AI算力以及整个AI商用进程发展的关键瓶颈,正面临诸多挑战。
为此,华为以“网络新引擎 AI赢未来”为主题发布了业界首款面向AI时代数据中心交换机CloudEngine 16800,将人工智能技术创新性的应用到数据中心交换机,引领数据中心网络迈入AI时代。
AI时代数据中心网络面临三大挑战
当前,数字化转型的持续推进,正在提速驱动数据量暴增;同时,语音/视频等非结构化数据占比持续提高,庞大的数据量和处理难度已远超人类的处理能力,需要基于机器运算深度学习的AI算法来完成海量无效数据的筛选和有用信息的自动重组,从而获得高效的决策建议和智慧化的行为指引。
根据华为GIV 2025(Global Industry Vision)的预测,企业对AI的采用率将从2015年的16%增加到2025年86%,越来越多的企业将利用AI助力决策、重塑商业模式与生态系统、重建客户体验。
作为人工智能的“孵化工厂”,数据中心网络正成为AI等新型基础设施的核心。但与此同时,随着AI时代的到来,AI人工智能的算力也受到数据中心网络性能的影响,正在成为AI商用进程的一大瓶颈。
华为网络产品线总裁胡克文指出,AI时代的数据中心网络将面临以下三大挑战:
挑战1.AI算力。高性能数据中心集群对网络丢包异常敏感,未来的网络应该做到零丢包。但传统的以太网即使千分之一的丢包率,都将导致数据中心的AI算力只能发挥50%。
挑战2.大带宽。未来5年,数字洪水猛增近20倍,现有100GE的网络无法支撑。预计全球年新增数据量将从2018年的10ZB猛增到2025年180ZB(即1800亿TB),现有100GE为主的数据中心网络已无法支撑数据洪水的挑战。
挑战3.要面向自动驾驶网络的能力。随着数据中心服务器规模的增加,以及计算网络、存储网络和数据网络三网融合,传统人工运维手段已难以为继,亟需引入创新的技术提升智能化运维的能力,如何用新的技术去使能、把网络问题排查出来成为业界都在思考的问题。
华为定义AI时代数据中心交换机三大特征
从行业大势来看,随着以人工智能为引擎的第四次技术革命正将我们带入一个万物感知、万物互联、万物智能的智能世界,数据中心网络也必须从云时代向AI时代演进。在华为看来,数据中心需要一个自动驾驶的高性能网络来提升AI算力,帮助客户加速AI业务的运行。
那么,AI时代的数据中心网络究竟该如何建设呢?胡克文指出,“华为定义了AI时代数据中心交换机的三大特征:内嵌AI芯片、单槽48 x 400GE高密端口、能够向自动驾驶网络演进的能力。”
特征1.业界首款内嵌AI芯片数据中心交换机,100%发挥AI算力
从应用侧来看,刷脸支付的背后是上亿次图像信息的智能识别,深度 健康 诊断需要基于数千个算法模型进行分析,快捷网购体验离不开数百台服务器的智能计算。也就是说,新商业物种的诞生,产业的跨越式发展以及用户体验得以改变,强烈地依赖于人脸识别、辅助诊断、智能推荐等AI应用的发展。
但由于AI算力受到数据中心网络性能的影响,正在成为AI商用进程的关键瓶颈。为了最大化AI算力,存储介质演进到闪存盘,时延降低了不止100倍,计算领域通过采用GPU甚至专用的AI芯片将处理数据的能力提升了100倍以上。
CloudEngine 16800是业界首款搭载高性能AI芯片的数据中心交换机,承载独创的iLossLess智能无损交换算法,实现流量模型自适应自优化,从而在零丢包基础上获得更低时延和更高吞吐的网络性能,克服传统以太网丢包导致的算力损失,将AI算力从50%提升到100%,数据存储IOPS(Input/Output Operations Per Second)性能提升30%。
特征2.业界最高密度单槽位48 x 400GE,满足AI时代5倍流量增长需求
数据中心是互联网业务流量汇聚点,企业AI等新型业务驱动了数据中服务器从10G到25G甚至100G的切换,这就必然要求交换机支持400G接口,400GE接口标准化工作已经于2015年启动,目前针对数据中心应用已经完成标准化,400G时代已经来临。
集群的规模是数据中心架构演进的动力,经典的无阻塞CLOS理论支撑了数据中心服务器规模从千台、万台到今天10万台规模的发展,增大核心交换机容量是数据中心规模扩大的最常见手段。以一个1000T流量规模的数据中心组网为例,采用400GE技术,核心汇聚交换机需要5K个接口,相对100GE技术减少75%。
为此,CloudEngine 16800全面升级了硬件交换平台,在正交架构基础上,突破超高速信号传输、超强散热、高效供电等多项技术难题,不仅支持10G→40G→100G→400G端口平滑演进能力,还使得单槽位可提供业界最高密度48端口400GE线卡,单机提供业界最大的768端口400GE交换容量,交换能力高达业界平均的5倍,满足AI时代流量倍增需求。同时,CloudEngine 16800在PCB板材、工艺、散热,供电等多方面都进行了革命性的技术改进和创新,使得单比特功耗下降50%。
特征3.使能自动驾驶网络,秒级故障识别、分钟级故障自动定位
当数据中心为人工智能提供了充分的技术支撑去创新时,人工智能也给数据中心带来巨大利益,如借助telemetry等技术将异常信息送到集中的智能运维平台进行大数据分析,这极大提升了网络的运行和运维效率,降低运维难度和人力成本。但是当前计算和存储正在融合,数据中心服务器集群规模越来越大,分析的流量成千倍的增长,信息上报或者获取频度从分钟级到毫秒级,再加上信息的冗余,这些都使得智能运维平台的规模剧增,智能运维平台对性能压力不堪重负降低了处理的效率。如何减轻智能运维平台的压力,在最靠近服务器,最靠近数据的网络设备具有智能分析和决策功能,成为提升运维效率的关键。
CloudEngine 16800基于内置的AI芯片,可大幅度提升“网络边缘”即设备级的智能化水平,使得交换机具备本地推理和实时快速决策的能力;通过本地智能结合集中的FabricInsight网络分析器,构建分布式AI运维架构,可实现秒级故障识别和分钟级故障自动定位,使能“自动驾驶网络”加速到来。该架构还可大幅提升运维系统的灵活性和可部署性。
引领数据中心网络从云时代迈入AI时代
自2012年进入数据中心网络市场以来,目前华为已服务于全球6400+个用户,广泛部署在中国、欧洲、亚太、中东、非洲、拉美等全球各地,帮助互联网、金融、政府、制造、能源、大企业等多个行业的客户实现了数字化转型。
2017年华为进入Gartner数据中心网络挑战者象限;2018年进入Forrester数据中心SDN网络硬件平台领导者;2013-2018年,全球数据中心交换机厂商中,华为连续六年复合增长率第一,发展势头强劲。
早在2012年,华为就以“云引擎,承未来”为主题,发布了CloudEngine 12800数据中心核心交换机,七年以来这款面向云时代的交换机很好的支撑了数据中心业务d性伸缩、自动化部署等核心诉求。
而随着本次华为率先将AI技术引入数据中心交换机、并推出面向AI时代的数据中心交换机CloudEngine 16800,华为也在引领数据中心网络从云时代迈入AI时代。
2018年,华为轮值董事长徐直军宣布:将人工智能定位为新的通用技术,并发布了人工智能发展战略,全面将人工智能技术引入到智能终端、云和网络等各个领域。而本次华为发布的业界首款面向AI时代数据中心交换机CloudEngine 16800,也是华为在网络领域持续践行AI战略的集中体现。
而作为华为AI发展战略以及全栈全场景AI解决方案的一个重要组成部分,CloudEngine 16800不仅是业界首款面向AI时代的数据中心交换机,还将重新定义数据中心网络的代际切换,助力客户使能和加速AI商用进程,引领数据中心真正进入AI时代。
华为是中国实力最强的芯片设计企业,其研发的手机芯片已追上了国际领先水平,与手机芯片老大高通不相上下,其在智能手机芯片市场取得成功之后开始介入更多的行业,在备受关注的服务器芯片方面它就基于ARM的授权开发了自主核心泰山,可见它对服务器芯片市场的野心,在这样的情况下顺势介入当下逐渐火热的AI芯片行业也可以认为是顺势而为。
华为是中国服务器市场的有力竞争者之一,其已成为全球第四大服务器供应商,当下其也已成立华为云事业部,这都可以看出它在数据业务方面的野心以及所拥有的能力,其可以如谷歌一样将自己的AI算法与AI芯片进行深度优化获得更高的运算效率。
值得注意的是国内最大的云服务供应商阿里巴巴也宣布开发自己的AI芯片,华为更不应落于人后。
当NVIDIA在AI芯片市场逐渐取得领先优势的时候,各互联网巨头也开始在AI领域发力,不过或许是受服务器芯片市场过于受制于Intel的影响,互联网巨头并不希望在AI芯片上完全受制于NVIDIA。
而且各个互联网巨头在AI领域的发展方向有自己的侧重点,例如分析与语音分析就有很大的差异,NVIDIA的通用方案导致在计算效率方面并未达到理想的状态,谷歌就专门开发了自己的AI芯片TPU并针对自己的AI算法进行深度优化获得更高的运算效率。
正因此全球的AI芯片开始呈现百花齐放的局面,尤其是中国市场诞生了数百家AI芯片企业,当下中国较为知名的AI芯片企业就有寒武纪、地平线等芯片企业。
随着政策的推动以及资本的关注,人工智能产业仍将保持迅猛发展态势,2020年中国人工智能核心产业规模将超1500亿元。
当前人工智能的商业化主要是基于计算机视觉、智能语音、自然语言处理等技术,技术应用面广泛,涉及智能医疗、智能驾驶、智能家居等多场景。
2018年中国人工智能领域共融资1311亿元,增长率超过100%,投资者看好人工智能行业的发展前景,资本将助力行业更好地发展。
在人工智能与出行结合领域,路径规划、网络约车、交通管理、自动驾驶等技术的研发解决了传统出行不便的痛点,其中深兰科技深耕智能交通、智能环境、智能城市等细分领域,已实现人工智能产品落地。其深兰科技熊猫智能公交车已实现在广州、天津等国内多个城市试运行。而人工智能与安防、医疗、零售等产业的结合,均解决了一定行业痛点,利用机器学习算法、深度学习和NLP促进行业发展。
随着5G商用时代的逐渐来临,人工智能技术连接效率也将进一步提升,深度学习、数据挖掘、自动程序设计等领域也将在更多的应用领域得到实现。
中国人工智能发展迅速
中国人工智能技术起步较晚,但是发展迅速,目前在专利数量以及企业数量等指标上已经处于世界领先地位。2013-2018年,全球人工智能领域的论文文献产出共305万篇,其中,中国发表74万篇,美国发表52万篇。在数量占比方面,2017年中国人工智能论文数量占比全球已经达277%。当前中美两国之间人工智能科研论文合作规模最大,是全球人工智能合作网络的中心,中美两国合作深刻影响全球人工智能发展。
2019中国人工智能发展新动向
2019中国人工智能发展热点
中国人工智能核心产业规模规划
国务院印发的《新一代人工智能发展规划》提出,到2020年人工智能总体技术和应用与世界先进水平同步,核心产业规模超过1500亿元,到2025年人工智能核心产业规模超过4000亿元,到2030年人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平,核心产业规模超过1万亿元。随着政策的进一步推动以及技术的进一步成熟,人工智能产业落地速度将明显提速。
中国人工智能未来热度持续
艾媒咨询分析师认为,目前中国整个人工智能产业规模仍在保持增长,同时国家也在不断出台各类人工智能产业扶持政策,资本市场对人工智能行业的投资热情不减,技术方面不断突破是产业增长的核心驱动力。
未来人工智能产业的走向取决于算法的进步,由于算法的技术突破是决定人工智能上限的,所以未来人工智能企业拉开差距就在算法的技术突破上,谁能先在算法上取得成功,谁就能取得资本市场青睐,同时产业落地也会进一步提速。在算法方面,目前已经有深度学习和神经网络这样优秀的模型,但就目前国内人工智能算法的总体发展而言,工程学算法虽已取得阶段性突破,但基于认知层面的算法水平还亟待提高,这也是未来竞争的核心领域。
虽然算法决定人工智能上限,但是目前的算法短时间内可能很难有所突破,所以算力也是目前人工智能企业竞争的一个重点方向,以目前的算力水平,主要实现商业化的人工智能技术为计算机视觉、智能语音等,未来若算力进一步突破包括算力的提升、生产成本的降低都会使人工智能技术的产业化进一步深入。
以上内容摘自艾媒咨询最新发布的《艾媒报告 |2019上半年中国人工智能产业研究报告》
IT之家9月25日消息 消息华为全联接 2020 大会正在举办中,今日华为云业务总裁郑叶来在会议上表示:伴随着计算基础软件 openEuler、openGauss、openLooKeng 以及 AI 框架 MindSpore 如期开源, 现在华为合作伙伴推出的鲲鹏服务器出货量市场占有率已超过 50% 。此外,郑叶来还表示,当前华为云的年交易额已超过 10 亿元,订单数量超过 10 万,其中有 30 家华为合作伙伴的销售额已经超过 1000 万元。
IT之家了解到,2020 年 9 月 23-26 日 , 华为在上海举办第五届 HUAWEI CONNECT 全联接 2020 大会。
鲲鹏是华为去年推出的高性能数据中心处理器, 具有高性能,高带宽,高集成度,高效能等特点 ,旨在满足数据中心的多样性计算和绿色计算需求,目前已有大量厂商推出搭载该处理器的服务器系统。
此外,华为今日还在发布大会上推出了一站式 AI 开发平台 ModelArts30 和多样性计算系列开发套件,包括三个关键部件:集群加速库、统一调度器、分布式并行应用开发框架。
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