简要:华为鲲鹏是华为自主研发的通用计算技术体系,以ARM架构为核心构建国产算力生态,涵盖处理器、服务器、基础软件及行业解决方案全栈能力。
其核心技术进展与生态布局如下:
(一)产品与技术架构
鲲鹏处理器系列:包含低功耗级鲲鹏916(16nm/24核/75W)、极致效能级鲲鹏920-3226/4826(7nm/32-48核)、极致性能级鲲鹏920-6426(7nm/64核);支持多核高并发、低功耗特性,适配分布式计算与边缘计算场景。
硬件平台:
TaiShan服务器:基于鲲鹏处理器的数据中心解决方案,专注大数据、分布式存储等场景加速;
开放鲲鹏主板及开发套件,支持合作伙伴快速开发自有品牌硬件。
(二)生态建设与开放策略
软件开源:依托开源操作系统openEuler(服务器市场份额超50%)和开源数据库openGauss(市场份额超30%),构建统一软件底座;通过鲲鹏社区提供编译器、工具链及行业优化方案,降低企业应用迁移成本。
开发者与伙伴协同:联合润和软件等企业推出全栈智能体解决方案,实现关系型数据、知识图谱与向量检索“三库合一”;已吸引1500 合作伙伴,覆盖政府、金融、运营商等85%行业场景。
(三)行业应用场景
政务与智慧城市:久远银海基于鲲鹏生态在医疗医保、数字政务领域落地应用,支撑业务流程智能化升级;政务云平台中,鲲鹏服务器整合昇腾NPU算力,实现智能负载感知与任务调度。
金融与制造:润和软件为金融机构打造智能财务助手,通过AIAgent平台提升研报生成效率20%;智能制造场景中,鲲鹏算力与昇腾AI芯片协同,驱动工业质检与预测性维护。
(四)技术协同与国产替代
“鲲鹏 昇腾”异构计算:通用计算由鲲鹏负责,昇腾专注AI训练/推理,形成端边云协同框架;
替代路径:在金融、政务领域推动x86架构替换,通过高性能国产化方案降低供应链风险。
华为鲲鹏体系通过技术突破与生态开放,已成为支撑中国算力自主化及全球竞争的核心力量,未来将持续深化行业渗透与协同创新。
正文
人工智能是未来的新一轮康波周期主导核心科技,谁掌握了AI,谁就控制未来的世界。
基于IDC提出的第三平台概念,当前已经发展到以智能、云计算、大数据、移动和社交网络为核心特征的倍增创新阶段,正快速迈向智能创新阶段。
智能创新将推动生产、管理和营销模式变革,重塑产业链、供应链和价值链,升级传统生产力,使之焕发新的生机与活力,最终加速数字经济的发展。
IDC预测在智能创新阶段,数字化普及率上升到新的高度,应用规模将从百万级上升到千万级,连接数上升到百亿级,人工智能将成为基础能力。
鲲鹏计算产业定位和前景展望:数字经济推动计算平台创新。全球进入数字经济时代,预计2023年数字经济产值将占全球GDP的62%,中国为67%。
1)新应用兴起(自动驾驶、云游戏、VR/AR等)推动计算架构向多样性发展。
2)边缘计算兴起,未来超过70%的数据和应用将在边缘产生和处理。
3)企业寻求敏捷、灵活的应用开发模式(容器、微服务、DevOps)。
解决方案:支持多种计算平台的计算架构创新,围绕超大内存带宽技术的芯片级创新,面向移动应用的云化部署架构创新。
抓住计算架构创新的机遇,开创鲲鹏计算产业。鲲鹏计算产业是基于Kunpeng处理器构建的全栈IT基础设施、行业应用及服务。
基础:已构筑相对完整的基础软件生态,在政务等重点行业初步成型。演进策略:Kunpeng处理器遵循“量产一代、研发一代、规划一代”的策略,实现长期投入、全面布局、后向兼容和持续演进。
鲲鹏计算产业的优势:生态共享,与Arm共享优势生态,协同加速发展;以中国市场孵化和完善行业应用,与全球产业形成良性循环。
鲲鹏计算产业的典型应用:
鲲鹏计算产业的未来展望:智能社会,加速“万物感知、万物互联、万物智能”的智能社会来临;算力转移,算力从数据中心走向边缘,从单一架构走向多种架构并存。
鲲鹏计算产业发展规划,鲲鹏计算产业发展蓝图:试点阶段,在政务、电信、金融和互联网等行业选取典型场景进行试点;推广阶段,面向多行业全面打通产业体系;深化阶段,面向全行业、全场景,构筑完整的产业体系。
发展鲲鹏计算产业的关键挑战:硬件领域,整机厂商利润率低,硬件设计能力参差不齐,配套部件兼容性存在短板;基础软件领域,OS适配工作量大,基础软件对鲲鹏计算平台的适配处于起步阶段;
行业应用领域,行业广、应用多、堆栈深,应用软件迁移成本高;产业政策,缺乏产业共识和成熟的运作机制;开发者体系,缺工具、缺人才、缺参考设计、缺环境;标准体系,面向场景化的标准发展缓慢。
通过以上关键信息与数据总结,可以看出鲲鹏计算产业在数字经济时代背景下具有广阔的发展前景和巨大的市场潜力,同时面临着多方面的挑战和机遇。通过合理规划和发展举措,鲲鹏计算产业有望构建完善的生态体系,实现全行业、全场景的覆盖。
华为计算主要分为昇腾(AI计算) 鲲鹏(通用计算)两条发展路线:华为计算主要以昇腾 鲲鹏两个计算平台为基础,分别面向AI计算和通用计算领域。
长期投入,全面布局:为满足新算力需求,围绕Kunpeng处理器打造了“算、存、传、管、智”五个子系统的芯片族。
鲲鹏920是业内领先的7nm ARM架构CPU,支持数据中心等应用场景。鲲鹏920基于多核数设计(最高提供64核), 处理器综 合性能、并发能力、能效比等关键指标业界领先,为大数据处理以及分布式存储等应用而专门设计。
1)主频:决定CPU的运算速度。鲲鹏920主频为2.6GHz, 高于飞腾S2500、海光7285等产品。
2 )核心数:决定CPU能处理的数据和任务。华为鲲鹏920与飞腾S2500均为64核心数, 提供强大计算能力。
3 )内存通道:直接影响处理器I/O性能、数据传输速率。鲲鹏920内存通道数为8, 与Intel、AMD对应产品相同。
硬件方面:
1)AI计算:主要基于昇腾AI处理器(昇腾910系列&昇腾310系列),构建Atlas人工智能计算解决方案,包括Atlas系列模块、加速卡、服务器、集群等产品形态;
2)通用计算:主要基于鲲鹏处理器,提供TaiShan服务器、鲲鹏主板及开发套件。
3)商业模式上,华为不直接对外销售处理器,而是以云服务面向客户,同时以板卡、模组等部件为主面向合作伙伴,优先支持合作伙伴发展服务器整机。
鲲鹏软件方面:
1)基础软件/框架层:华为主要负责底层计算架构和基础软件的创新与研发,能够根据开发者的不同需求提供多层级的开发工具和套件;
此外,华为坚持秉承“软件开源”的原则,无论是其针对AI计算提供的计算框架MindSpore,还是针对通用计算提供的基础软件openGauss数据库、openEuler操作系统均为开源;
2)在应用层,华为配套提供多元的开发套件与应用使能套件,帮助开发者加速原生应用开发。
华为发布鲲鹏Boost Kit加速库23.0 版本,充分发挥鲲鹏软硬协同优势。Boost Kit加速库提供基于ARM指令深度优化和基于鲲鹏KAE( 鲲鹏硬件加速引擎)开发的加速库。
Boost Kit 23.0升级大数据、HPC等5大场景化能力,提升鲲鹏全栈性能,面向行业细分领域推出“ 开箱即用”“ 性能卓越”“ 安全可靠” 的一体化解决方案。
Boost Kit使能主流开源软件支持鲲鹏, 扩展鲲鹏生态体系。Boost Kit加速库对常见的开源库做进一步深度性能优化, 提供海量 的高性能开源组件, 使能90 % 主流开源软件支持鲲鹏高性能, 同时补齐鲲鹏生态链上缺失的关键性能库。
鲲鹏Dev Kit开发者套件23.0版本更新,有利于鲲鹏计算生态持续扩大。Dev Kit为华为面向鲲鹏的全作业流提供一站式的开发工具。2023年5月, 华为发布Dev Kit23.0, 实现开发工具组件化、服务化,迁移和开发更便捷等,协助开发者快速适应鲲鹏。
极速迁移:提供动态二进制指令翻译工具, 在软件执行过程中把x 86 二进制指令翻译成鲲鹏指令,性能损耗最低在10%;
极简开发:提供多种开发工具,全面简化开发者的开发、调试、测试、调优等过程, 实现鲲鹏原生应用的快速开发。
鲲鹏硬件:开放鲲鹏主板2.0 ,使能整机伙伴创新。2020年华为发布鲲鹏主板开放2.0,使能合作伙伴开发更有竞争力的鲲鹏计算产品。
鲲鹏计算硬件:鲲鹏芯片 系列部件 Tai Shan服务器
1)鲲鹏920处理器:采用7nm制造工艺,基于ARM架构授权,由华为公司自主设计完成。
通过优化分支预测算法、提升运算单元数量、改进内存子系统架构等一系列微架构设计,大幅提高处理器性能。典型主频下,SPE Cint Bench mark评分超过930,超出业界标杆25%;同时,能效比优于业界标杆30%。
鲲鹏920CPU以更低功耗为数据中心提供更强性能。2019年,华 为自主设计并发布鲲鹏 920芯片,采用7nm制 造工艺,基于ARM v8.2架构,大幅提高理器性能,能效比优于业界标杆30%。
鲲鹏920CPU可用于华为昇腾AI服务器,实现“鲲鹏 昇腾”AI赋能。
2)基于鲲鹏处理器的系列硬件产品:
一方面,华为提供以服务器主板为主的多种部件:具体包括鲲鹏服务器主板、智能网卡芯片、底板管理控制器(BMC)芯片、固态硬盘(SSD)、磁盘阵列卡(RAID卡)等部件。其中,鲲鹏服务器主板具有多核、超大内存带宽、支持PCIe4.0和100GE网络等特点。
另一方面,华为自研TaiShan服务器,分为TaiShan200和TaiShan100两个系列:其中,TaiShan200服务器基于鲲鹏920处理器,包含2280E边缘型、1280高密型、2280均衡型、2480高性能型、5280存储型和X6000高密型等产品型号;
而TaiShan100服务器,基于鲲鹏916处理器,包含2280均衡型和5280存储型等产品型号。TaiShan服务器适合为大数据、分布式存储、原生应用、高性能计算和数据库等应用高效加速,旨在满足数据中心多样性计算、绿色计算的需求。
鲲鹏计算基础软件体系包括:
OpenGauss企业级开源数据库:适用于如大并发、大数据量、以联机事务处理为主的交易型应用和操作与分析并重的物联网数据场景,可满足个人和企业的开发和使用,并支持企业基于OpenGauss定制发行版。
OpenEuler开源操作系统:其内核源于Linux,支持鲲鹏及其它多种处理器,能够充分释放计算芯片的潜能,是由全球开源贡献者构建的高效、稳定、安全的开源操作系统,适用于数据库、大数据、云计算、人工智能等应用场景。
对于鲲鹏,华为为伙伴提供鲲鹏开发套件(鲲鹏DevKit)和鲲鹏应用使能套件(鲲鹏BoostKit)。
其中鲲鹏开发套件DevKit提供涵盖代码迁移、开发调试、编译、测试、调优及诊断等各环节的开发使能工具,方便开发者快速开发出鲲鹏亲和的高性能软件;
而鲲鹏应用使能套件BoostKit能够助力鲲鹏全栈性能优化,并提供高性能开源组件、基础加速软件包和应用加速软件包,使能应用极致性能。
对于鲲鹏,华为通过软件开源的方式,共享在基础软件领域的多年积累,使能伙伴发行openEuler和openGauss商业版,繁荣基础软件产业生态;同时,提供开发套件和应用使能套件,支持伙伴快速迁移应用、持续扩充解决方案。
鲲鹏生态稳步发展,生态伙伴持续壮大。根据2023年7月华为鲲鹏计算业务副总裁马银川公布的消息,鲲鹏生态持续稳步发展:硬件开放方面,华为鲲鹏整机伙伴出货占比已经超过了95%,进入了电力、运营商、政务等核心系统;
软件开源方面,欧拉服务器操作系统累计装机量突破430万套;合作模式上,华为通过开源实现产业生态共建,延长收益链,与合作伙伴共同受益,鲲鹏国计民生行业技术生态满足度从2019的9%快速提升到2022年的65%。
截至2023年7月,鲲鹏合作伙伴超4500家,鲲鹏认证解决方案超13500件,鲲鹏开发者超200万个。
鲲鹏软件生态伙伴主要基于openEuler、openGuass开发、销售自有知识产权的操作系统、数据库、中间件、云平台、组件、工具链等基础软件产品,或者开发、销售自有知识产权的应用程序、软件产品、加载项、及垂直细分应用或解决方案。
例如,宇信科技与华为共同研发大数据开发平台;海量数据基于鲲鹏底座打造VastbaseG100数据库;东方通基于鲲鹏底座推出应用服务器中间件(简称TongWeb);
应用方面,润和软件推出aive智能视觉分析引擎,全面适配鲲鹏硬件和openEuler开源操作系统等基础软硬件环境,完成兼容性验证。
昇腾软件生态伙伴主要为能对接昇腾产品、且有能力进行应用程序、软件、垂直解决方案的二次开发的软件服务厂商,如华雁智科与华为共同推出变电站远程智能巡视系统,智洋创新与华为共同推出电力场景AI应用联合解决方案。
海上超算(中国正在打造远海浮动岛:算力,电力,互动,超智融合)与量子技术在科技研发与超算方面的重大应用进展。
华为产业链:
整机合作伙伴:神州数码(昇腾优选级、鲲鹏领先级合作伙伴)、拓维信息(昇腾优选级合作伙伴)、烽火通信(子公司长江计算为昇腾优选级合作伙伴)、广电运通(子公司广电五舟为昇腾优先级合作伙伴)、四川长虹、紫光股份;
垂直应用合作伙伴:软通动力、赛意信息、东方国信、常山北明、格灵深瞳、云从科技、云天励飞、海量数据、润和软件、智洋创新。其他:中科曙光、中国长城