在計算產業發展中,2020年是個轉折點。
2020年,以GPU為代表的AI加速晶片所交付的計算力已經超過了通用CPU。預計到2025年,AI加速晶片所提供的計算力,在整個計算交付中的佔比可能超過80%。
從算力佔比上看,2020年開始,人類已進入智算時代。不久前,在2021浪潮資料中心合作伙伴大會(IPF2021)上,浪潮集團執行總裁、首席科學家王恩東院士將這種計算產業新格局概括為:計算正在加速向智算變革,計算產業需要構建新發展格局,多元算力融合成為關鍵,透過推動算力供給基建化,為社會創新提供基礎設施支撐。
雖然智算時代的序幕剛剛拉開,一些很早佈局的行業領跑者已經出現。計算產業新格局下,原本的計算技術、產品和產業面臨哪些挑戰?企業應該如何擁抱智算時代?看看領跑者浪潮的回答。
智算時代三大挑戰
王恩東院士認為,智慧計算將成為智慧時代的核心動力。由此推動社會生產力三要素也發生了改變:勞動者從人轉向人加AI,勞動工具從傳統的機械裝置變成了智慧裝備,而勞動物件中則增加了大資料這一重要的生產要素。
目前,智慧計算已經滲透到一二三產業、科研、環保等經濟生活的方方面面。比如在第一產業,2020年中國農業無人機的總銷量超過了1.5萬架。一架農業無人機一天農藥噴灑面積能夠達到300畝,是人工的20倍。在科研領域,浪潮的AI微模組資料中心為中國天眼(世界最大的射電望遠鏡FAST)伺服器的執行和30PB分散式儲存平臺提供了有力支撐。
浪潮集團執行總裁、首席科學家 王恩東院士
王恩東院士認為,從計算到智算,帶來的挑戰主要有三大方面:
第一, 多元化的挑戰,也就是計算場景的複雜、計算架構的多元。
計算場景的多元化,尤其是AI的應用引入了大量新的計算型別。不同數值精度的計算型別,對於計算晶片的指令集架構的要求不同。這就導致計算晶片的種類越來越多,通用CPU的時代已終結。然而,計算架構的多元化會帶來開發者學習成本高、晶片推廣成本高、應用遷移難度大等痛點。
第二,巨量化的挑戰,也就是由巨量模型、巨量資料、巨量算力及巨量應用引發的對現有計算機體系結構的挑戰。
深度學習對算力的需求呈指數級增長,每隔3~4個月算力需求就翻一倍。現有的AI晶片架構已經不足以支撐巨量模型的算力需求。2020年OpenAI公佈的超大自然語言模型GPT-3,擁有1750億引數,訓練GPT-3所需的算力相當於一塊GPU運算355年。即使用目前全球最快的超算“富嶽”(峰值效能1.4EFLOPS,即每秒百億億次浮點運算),也需要兩年時間。
第三,生態化的挑戰,智算產業正處於群雄並起、自成體系、生態離散階段,產業鏈上下游呈現出明顯的脫節現象。
艾森哲等諮詢機構的調研表明,70%以上有技術的研究機構和科技公司,缺少需求場景、領域知識和資料,而70%以上的行業使用者則缺少技術人才、AI平臺和實踐能力。目前在智算產業中,小公司往往只做了鏈條當中的一個環節,造成生態的縱向不通;大公司則希望構建封閉的系統,造成了生態的橫向不通。
領跑者的戰略佈局
在當前的智算產業格局中,浪潮處在領跑者的位置。
浪潮在伺服器領域的優勢有目共睹,IDC資料顯示,浪潮伺服器2020年蟬聯全球前三,中國第一,增速全球第一。
2020年,中國AI伺服器市場規模高達31.96億美元,占人工智慧基礎架構硬體市場的87%。在AI伺服器方面,浪潮在2020年上半年躍居全球第一,市場份額達16.4%,並在中國市場連續四年市場份額超50%。
4月22日,全球權威AI基準評測MLPerf公佈了2021年最新榜單,在全部有效41個專案中,浪潮獲得18項效能第一,遠超其他國際國內友商。MLPerf是由圖靈獎得主大衛·帕特森聯合谷歌、斯坦福、哈佛大學等頂尖學術機構發起成立,是影響力最廣的國際AI效能基準評測。本次評選共有浪潮、NVIDIA、Intel、高通、阿里巴巴、戴爾、HPE等17家廠商參與了MLPerf競賽。
2021 MLPerf V1.0 比賽各賽項冠軍數量
從市場份額領先到橫掃MLPerf榜單,這只是浪潮領先智算領域中最為外界熟知的部分。浪潮在智慧計算領域已經深耕了多年,這種深耕包括在戰略方向、技術架構、產品體系和生態聚合力等方面的積累,這些積累共同形成了目前的領先優勢。目前,智慧計算產業很多被廣泛接受的理念和技術體系的發展方向,很多都來自浪潮。
2016年,浪潮就提出智慧計算理念;2017年,提出了智慧計算的三大支柱:計算、資料和演算法;2018年,提出計算生產力的概念;2019年,釋出人工智慧一體化系統“浪潮元腦”;2020年,提出智算中心的概念。
IPF2021上,王恩東院士提出了浪潮佈局智算新格局的四大戰略:創新智算體系結構、構建智算產品體系、推動智算中心落地、建設元腦產業鏈生態。
在智算體系創新方面,浪潮2014年就提出了融合架構以及融合架構三步走的技術路線,指明瞭資料中心體系結構的發展方向,目前已經從1.0走到了2.0階段。
基於融合架構,浪潮從硬體重構和軟體定義兩方面,引領智算技術體系的創新。硬體重構方面,浪潮透過控制計算分離、異構資源池化、計算資料結合以及高速網際網路絡實現多元算力的聚合。在系統軟體方面,透過軟體定義計算、儲存和網路,並與AI技術結合,實現基於特徵感知的應用編排和彈性的資源排程。
在智算產品體系方面,此次IPF浪潮重磅釋出元腦產品體系新品:最強效能影片AI加速器M10A、與寒武紀聯合打造的AI伺服器“揚子江”、超強效能AI伺服器NF5488、業界首款智算作業系統元腦OS,算力最強全可程式設計智慧網絡卡N20X、邊緣計算微伺服器EIS800等。
搭載浪潮M10A的AI影片伺服器,單機就能提供1280路全高畫質AI影片加速能力,相當於300臺通用雙路伺服器,而功耗僅為後者的1%。NF5488是全球最高效能的AI伺服器,NF5488A5獲得MLPerf競賽資料中心固定任務(Closed)11項效能第一,也是業界率先實現8顆高效能GPU液冷散熱的AI伺服器。浪潮NE5260M5邊緣伺服器則是拿下MLPerf競賽邊緣固定任務(Closed)7項效能第一的功臣。
智算中心是智慧時代最主要的計算力生產中心和供應中心。2020年,浪潮聯合國家資訊中心釋出了《智慧計算中心規劃建設指南》,為如何建設智算中心指明瞭方向。2021年初,由浪潮和寒武紀聯合打造的南京智算中心已經投入使用,其採用了最先進的AI處理晶片和AI計算平臺,算力達到了每秒百億億次浮點運算,代表著當前我國智算中心建設的最高水平。
智算中心也是新基建的重要組成部分。國家資訊中心資訊化和產業發展部主任單志廣認為,智算中心不是傳統資料中心和計算中心的簡單升級,而是構建未來智慧社會和智慧經濟的關鍵性公共算力基礎設施。
在產業生態方面,浪潮一直有著強大的生態凝聚力。2020年,浪潮首次提出元腦計劃。一年後,浪潮的元腦生態交出了一份不錯的成績單。目前,浪潮的元腦生態已經發展了15,000多個合作伙伴,包括2200多個行業ISV夥伴。其中,超過90%的方案百強企業,以及超過85%的人工智慧百強企業都與浪潮有著深度合作。
在產業生態中,浪潮將技術側的技術、演算法、模型資料企業作為左手夥伴,將客戶側的應用、行業方案企業和分銷商作為右手夥伴。浪潮元腦生態則是連線二者的橋樑,幫助左手夥伴成長,助力右手夥伴轉型。
IFP2021上,浪潮還發布元腦生態平臺AIStore,相當於智算時代的APP Store。左手夥伴的AI能力獲得浪潮認可後,就可以在AIStore上釋出AI產品,從而透過ISV、SI、分銷商等右手夥伴強大的解決方案和渠道能力,快速落地千行百業。
寫在最後
智算時代的新基建,門檻更高,難度更大,更需要頭部企業起到領路人的作用。
浪潮在智算領域的領先優勢,在企業競爭的範疇之外,也具備賦能整體產業、加速新基建和數字中國戰略的重大價值。正如浪潮資訊總裁彭震所說,“深耕計算產業,浪潮透過創新的元腦產品體系,加速落地智算中心,以智算能力驅動應用創新和產業升級,成為社會高質量發展的核心動能。”