详解什么是“无边界计算”技术?

在当前数据中心,虽然处理器依然是计算的主力,但是越来越多诸如GPU、FPGA的异构计算平台加入应用中来,使计算的方式越来越多样化。简而言之,处理器不再成为唯一的计算工具,这也就是大家在谈的“无边界计算” 时代。“无边界计算”战略本质上就是通往互联世界的计算创新之路,从释放计算潜力、到打破服务器边界、再到打破数据中心边界,来全方位实现计算效率的持续提升。

伴随着云计算、大数据和人工智能应用的兴起,整个数据中心市场整体呈现出从通用到异构、从耦合固定到池化组合、从中心到边缘的三大趋势。

从通用到异构

传统的通用架构,无以是服务器架构还是加速器架构,都难以满足客户的要求。最近几年,以深度学习为主的人工智能应用变得越来越热,许多应用也结合人工智能得以快速的发展。这些应用对于GPU加速或者FPGA、MIC加速有着迫切而强烈的需求。从未来的角度来说,异构计算已经成为不可阻挡的潮流,随着人工智能的发展,处理器更多承担了协调而不是计算的职能,相反异构平台则成为了计算的主力。

从耦合固定到池化组合

随着云计算应用的兴起,特别是随着分布式计算的展开,越来越多的计算资源需要动态的、池化的组合方式,从而也使得整体计算的需求从原本的耦合固定向池化组合转变。

小型机最重要一是性能二是可靠性。而华为通过功耗管理和FDM故障预警技术,可以将以前小型机才有的技术下移到通用服务器,让通用服务器能够有更好的功耗水平和可靠性。

从中心到边缘计算

在边缘计算出现之前,我们绝大部分的计算都是需要通过CPU来处理的,这也就对CPU的性能提出了越来越高的需求。而即便是再强大的CPU,在对于不同应用处理的时候,也会造成闲置的资源浪费,对于数据中心成千上万台节点来说,这种浪费将是非常惊人的数字(下面以华为“无边界计算”方案进行分析)。

(图片引用“华为资料”)

随着物联网的应用增加,越来越多的计算都可以在“边缘”完成,也就是在数据的产生端实现。通过在边缘设备上执行数据分析,可有效应对数据爆炸,减轻网络的流量压力。无边界计算相对传统计算技术,主要聚焦以下几点创新。

打破CPU边界

针对AI/DL等新型负载,实现从通用到异构架构,从处理器芯片到架构创新,提升计算效率;针对数据库、Web等传统负载,基于近数计算,赋予网络、存储等计算能力,减少数据传输到CPU带来的IO时延,提升计算效率。

FusionServer V5通用服务器,具备智能计算、智能存储、智能网络、智能故障管理及智能功耗管理等特点。

智能计算:支持最新一代Xeon SP系列x86处理器,支持FPGA/GPU等异构加速,提升负载计算效率;

智能存储:支持HDD/SSD/NVMe、以及大小盘混插,从性能型到存储型可以灵活组合;

智能网络:丰富的LOM,可选配华为融合网卡,支持32G FC与25GE,支持FC与ETH自适应组网,支持部分网络协议offload;

智能故障管理:嵌入式FDM故障深度诊断专利技术,针对引发系统黑屏宕机的Caterr/IERR等严重故障诊断成功率达到突破性的93%;

智能功耗管理:嵌入式DEMT动态能源管理专利技术,在CPU负载不变的情况下,有效节省能耗开支。

打破服务器边界

从传统服务器到可编程硬件,实现硬件资源解耦、池化、智能组合、回收,满足大规模云计算数据中心对于硬件资源多样化需求,提升资源利用率。

异构计算:对于AI/DL等新型负载,传统x86处理器的能效比相比GPU等异构处理器有较大差距(训练场景约10倍性能差距)。华为服务器希望提供对最新的GPU、专业芯片的支持,为应用选择合适的计算平台,并在现有的基础上用五年实现十倍性价比的性能提升。

硬件可编排:数据中心硬件经历了标准x86服务器、定制芯片的阶段,摩尔定律难以为继,必须通过硬件池化将各种计算、异构、存储资源组合起来,通过智能编排软件进行调度,才能实现资源利用率的最大化,并提升性能。

分钟级部署:由于公有云、AI等新的负载不断涌现,单一的服务器配置无法完美匹配应用需求,每种负载对不同资源的配比关系需求不一样。通过统一的编排调度,可以实时分配不同的资源给各个负载,并大幅减少服务器配置的种类,降低客户TCO

异构计算平台:G系列异构计算平台,基于模块化设计、资源独立演进,一键拓扑切换。

打破数据中心边界

从DC集中处理到边缘协同处理,满足边缘侧数据实时性、合规性、智能化等要求。

实时处理:边缘侧低时延数据处理;

节省网络开销:存储与分析一体化,支持视频本地存储360TB,处理后结果上传小于MB;

灵活部署:支持环温-10℃—+55℃长期稳定运行,支持街边柜安装;

边缘计算联盟:由华为、Intel及ARM等6家创始成员联合成立边缘计算联盟,该联盟旨在搭建边缘计算产业合作平台,推动OT和ICT产业开放协作,孵化行业应用最佳实践,促进边缘计算产业健康与可持续发展。联盟发展成员单位62家,覆盖工业制造、电力能源等重点行业。

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