到2025年,全球?qū)a(chǎn)生1000億的聯(lián)接,其中90%以上將會(huì)來(lái)自于各種智能的傳感器,將有一半的數(shù)據(jù)在邊緣就進(jìn)行處理。將數(shù)據(jù)從終端收集,傳輸至數(shù)據(jù)中心由通用CPU和內(nèi)存進(jìn)行處理的經(jīng)典模式將被顛覆,無(wú)邊界計(jì)算正在發(fā)生。
以數(shù)據(jù)為中心 合適的計(jì)算放在合適的位置進(jìn)行
摩爾定律發(fā)展至今天,CPU從制程上已經(jīng)逼近極限,包括英特爾在內(nèi)的芯片巨頭都在放緩其升級(jí)芯片的進(jìn)程。而另一方面,GPU、TPU、ASIC、FPGA在特定場(chǎng)景下都有非常高的優(yōu)勢(shì),在人工智能場(chǎng)景下,GPU計(jì)算能力是通用CPU的15倍,而在PCIe SSD或者壓縮卡中,ASIC控制器和FPGA則擁有比CPU更高的性能。可以說(shuō)在摩爾定律演進(jìn)放緩的今天,面對(duì)萬(wàn)物互聯(lián)、萬(wàn)物感知的巨大數(shù)據(jù)量,異構(gòu)計(jì)算迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。

異構(gòu)計(jì)算
面向不同的應(yīng)用,采用不同的處理器進(jìn)行計(jì)算,在這個(gè)過(guò)程中,大量的計(jì)算工作將放在終端或者邊緣服務(wù)器上進(jìn)行。數(shù)據(jù)經(jīng)由邊緣服務(wù)器處理之后,大量無(wú)用數(shù)據(jù)被刪除,非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)將最大限度的被整合成為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),最后傳輸至數(shù)據(jù)中心。
如此以來(lái),更多的計(jì)算更靠近數(shù)據(jù)源,而不是將資源和處理時(shí)間放在網(wǎng)絡(luò)傳輸上。無(wú)邊界計(jì)算是以多樣化的處理單元為基礎(chǔ),改變CPU作為計(jì)算絕對(duì)核心的地位,將合適的計(jì)算放在合適資源上進(jìn)行。
無(wú)邊界計(jì)算時(shí)代的服務(wù)器
每一代英特爾CPU平臺(tái)的發(fā)布都會(huì)催生新一代服務(wù)器產(chǎn)品,在異構(gòu)計(jì)算的大趨勢(shì)下,如今的服務(wù)器對(duì)各類加速卡、SSD的支持也越來(lái)越強(qiáng)。下圖是華為在英特爾Skylake CPU發(fā)布之后推出的新一代FusionServer V5服務(wù)器架構(gòu)。

FusionServer V5:智能的計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)
從FusionServer V5的設(shè)計(jì)可以看到服務(wù)器更加靈活、融合的發(fā)展趨勢(shì)。計(jì)算不再是CPU為絕對(duì)的主力,而是CPU與FPGA/GPU等芯片共同承擔(dān)計(jì)算任務(wù),網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議卸載、網(wǎng)絡(luò)融合等功能都被放置在網(wǎng)卡上進(jìn)行,而存儲(chǔ)則對(duì)NVMe SSD為代表的高速存儲(chǔ)設(shè)備支持越來(lái)越好。下圖則是FusionServer的三個(gè)代表性的加速組件。

多樣化的板卡組件
首先是DA200數(shù)據(jù)壓縮卡,相比使用CPU與軟件配合實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮的方案,DA200數(shù)據(jù)壓縮卡壓縮速度可達(dá)GB/s級(jí)別,速度更快,對(duì)于Hadoop應(yīng)用場(chǎng)景能夠釋放30%CPU資源,并且高效的降低落盤數(shù)據(jù)量。
PCIe接口的NVMe SSD是當(dāng)前主流存儲(chǔ)介質(zhì)中速度最高的設(shè)備,ES3000 V3已是華為第六代PCIe SSD產(chǎn)品,采用華為自研的控制器芯片,最高達(dá)3.2GB/s帶寬和80萬(wàn)IOPS性能,能夠全面滿足數(shù)據(jù)庫(kù)、虛擬化等I/O密集型應(yīng)用的需求。
最后是華為的NIC1822智能網(wǎng)卡,采用華為自研的ASIC芯片,能夠全面融合以太網(wǎng)以及FC等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 ,并且能夠?qū)崿F(xiàn)RoCEv2、FCoE等協(xié)議的卸載,這樣的功能同樣可以節(jié)省CPU資源,實(shí)現(xiàn)合適的計(jì)算放在合適的位置上進(jìn)行。
以上三大板卡組件的應(yīng)用,將原本需要CPU處理的壓縮、數(shù)據(jù)落盤以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議卸載等功能放置專有硬件上進(jìn)行,如此實(shí)現(xiàn)CPU資源的釋放,并且能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)處理效率質(zhì)的提升。在華為FusionServer V5的設(shè)計(jì)中,各類自研的軟硬件技術(shù)遍布于功耗管理、故障管理等環(huán)節(jié)。
通過(guò)智能功耗管理(DEMT),在不影響業(yè)務(wù)性能的前提下,DEMT能夠最高降低整機(jī)功耗16%。而應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)之后,F(xiàn)usionServer 2288H V5打破了SPECpower_ssj2008世界紀(jì)錄。而在故障檢測(cè)與管理方面,基于華為iBMC芯片,提供全面的故障診斷、自動(dòng)化運(yùn)維、硬件安全加固等管理特性。
FusionServer V5系列服務(wù)器,從FusionServer 2288H V5到4路的FusionServer 2488 V5,對(duì)NVMe SSD等高速硬件組件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全面的支持,這也是無(wú)邊界計(jì)算實(shí)現(xiàn)的第一步。值得一提的是,借助高可擴(kuò)展的CPU的發(fā)布,4路甚至更高路數(shù)服務(wù)器不再是E7高端CPU的專屬,4路服務(wù)器性價(jià)比相應(yīng)提升,用戶只需明確主頻和核數(shù),即可選用不同路數(shù)的服務(wù)器。
無(wú)邊界計(jì)算時(shí)代伴隨華為FusionServer V5的發(fā)布而開啟,大量的計(jì)算和處理任務(wù)將不斷從數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的CPU卸載到專用板卡以及邊緣服務(wù)器上。在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái),華為將推出更多樣化的計(jì)算、存儲(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,從組件到服務(wù)器的功能將越來(lái)越豐富和強(qiáng)大。如此一來(lái),即便摩爾定律放緩,數(shù)據(jù)中心的發(fā)展仍在高速發(fā)展的道路上。






