華為TaiShan伺服器，高性能計算的「新引擎」

責任編輯：阿由

計算思維的提出，最早可以追溯到1996年麻省理工學院的Seymour Papert教授，而真正將之推到前台，並且自此備受業界關注的，則是卡內基梅隆大學的周以真教授，她對計算思維做出了嚴謹縝密的定義。

即：計算思維（Computational Thinking）是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解等，涵蓋了計算機科學之廣度的一系列思維活動。

人類當前面臨的計算場景，主要集中在大數據、分布式存儲、資料庫、人工智慧等應用領域。

不難想像，只要擁有足夠強大的算力，困擾人類的諸多難題終將得到破解。

我們知道，至少目前在這個星球上，超算仍是各種IT技術的集大成者，意味著人類計算的最強戰力。

多元化的計算時代

對於超算產業來說，2018年的全球HPC TOP 500榜單（上下半年各發布了一次），尤其值得玩味。

中美在超算領域的比拼已經持續多年，雖然美國借Summit的威力重新回到榜首，但是中國廠商卻以多出一倍的成績（229套vs109套），占據了近乎半壁江山的榜單，顯示出中國超算的無盡動能與潛力。

除去這些不說，假如細心或是耐心的話，將排行榜拉到204位，我們會看到一台名為Astra的超算系統，它的Linpack排名為1.5 petaflops，距離榜單的頭部玩家們仍有一定差距，不過它的不同在於，這是世界上第一台由Arm微處理器驅動的petascale超級計算機。

在人們的傳統記憶中，ARM主要是駐紮在手機或是移動設備上面。

不過最近幾年，ARM已經開始向筆記本電腦，乃至伺服器處理器的方向發力，因此最終走向高性能計算也必然是板上釘釘，只不過我們沒有想到它的入局如此之快。

星星之火，尚可以燎原，更何況在今年1月的中國南方城市深圳，華為重磅推出了一款自主研發設計的、基於ARM架構的鯤鵬920晶片，具備業界頂尖的7nm製程、最高64內核，並集成8通道DDR4和100G RoCE乙太網卡……

這款目前業界最高性能的ARM架構處理器，它的指向不言而喻。

在4月26日杭州舉行的華為智能計算大會上，面向大數據、分布式存儲、ARM原生、高性能計算和資料庫等應用領域，華為發布了TaiShan伺服器（基於鯤鵬920晶片）的五大解決方案，為客戶帶來新一輪的算力加持。

華為中國智能計算業務部總裁萬志表示，應用場景的多樣性帶來數據的多樣性，沒有一個單一的計算架構能夠滿足所有場景、所有數據類型的處理。

多種計算架構並存是未來計算的發展之路。

華為在計算晶片領域15年持續研發投入，構築了華為智能計算的核心價值。

華為並非是自說自話，世界正在迎來一個以數據為中心、更加多元化的計算時代。

在今年3月的一次媒體活動中，英特爾相關高管也坦稱，「任何單一的因素，都不足以滿足多元化的計算需求。

」

智能計算，用「芯」之作

此前多年，ARM處理器一直致力於成為雲數據中心，乃至關係到國計民生的高性能計算的重要組成部分。

然而一直步履闌珊，表現也不盡如人意。

我們知道，ARM處理器的特點是低功耗和低成本，這種顯而易見的特性使得它贏得了手機以及各種手持和輕便設備的青睞，畢竟這些產品的應用對算力的需求並不是非常迫切。

然而高性能計算則不同，從起初被主要用於密碼學、氣象學，到後來延伸至金融、勘探、海洋、核能、電子商務、交通、人工智慧、工業製造等領域，無一例外均是「重計算」的應用領域。

由於ARM處理器過多考慮功耗的層面，早年間無法在效能表現上滿足應用場景的極致計算需求，因此在市場上總是叫好不叫座。

顯然，ARM處理器必須在功耗和效能之間，取得更高的平衡，方能打開局面，開啟新的時代。

華為智能計算TaiShan&Atlas領域總裁張熙偉表示，作為華為智能計算的最用「芯」之作，TaiShan ARM伺服器是是華為在晶片和計算領域長期投資和技術積累的結晶，將為客戶提供最佳的計算體驗，將高效能計算帶入每一個數據中心。

我們知道，ARM架構採用RISC精簡指令集，因此有著更高的指令效率，CPU的體積更小，而且繼承了ARM處理器的「節能」基因，加之華為業界領先的板級液冷和機櫃級全液冷等方案，TaiShan伺服器可以將數據中心的PUE降低至1.05。

當前全球數據中心的耗能已經占據世界用電總量的3%，華為鯤鵬920的推出，勢必會得到更多客戶的採納。

與此同時，由於採用「眾核」架構，因此華為鯤鵬920可以做到最高64個物理CPU核，尤其適合大規模並行的計算場景。

基於以上，我們不難得出結論，華為鯤鵬920具有更好的性能功耗比，完全可以滿足客戶在高性能計算的需求。

華為為高性能計算提供的解決方案，是TaiShan X6000高密型伺服器，能夠在一個機櫃里提供高達10240核的高密部署，而且支持液冷散熱技術，適合大型數據中心和超算中心部署，是構建綠色數據中心的首選機型。

ARM HPC應用生態日趨完善

據悉，在高性能計算領域，經過兩年的努力，華為已經為TaiShan伺服器構建了完備的ARM HPC軟體棧，能夠幫助客戶快速部署高性能計算應用環境，統一進行TaiShan HPC集群的高效管理，攜手合作夥伴化解了商業、醫療、科學等領域最為艱巨的挑戰。

以製造仿真、氣象預測和基因測序等典型的高性能計算應用為例，它們無一例外均需要計算節點具有較大的內存帶寬能力。

基於鯤鵬處理器業界領先的8通道內存技術，TaiShan伺服器能夠提供高出業界33%的系統內存帶寬，進而發揮TaiShan多核、高並發的算力優勢。

事實上，幾乎所有的高性能計算應用均對高算力和高內存帶寬，有著非常突出的要求。

算力越強、內存帶寬越大，處理和分析數據的能力也就越強，才能更好地支撐各個領域的數據運營與智能運行——這本就是計算的本質。

華為TaiShan ARM伺服器支持常見的NFS、Lustre、BeeGFS文件系統，其計算節點上使用的存儲客戶端和X86節點的存儲客戶端是完全兼容的，可以無縫接入到現有HPC集群中，能夠為用戶帶來調度管理、存儲共享等層面的上佳體驗。

與此同時，TaiShan ARM伺服器上運行業界廣泛使用的Redhat、SUSE、CentOS等作業系統，都是標準發布的版本，而不是所謂的專用版，用戶登陸伺服器之後所使用的命令和操作，都和x86上一般無二，這就極大地降低了用戶的上手難度和應用成本。

此外，涉及到高性能計算的基礎軟體，如編譯器、MPI、調試器、函數庫等，經過業界多年的努力，實際上已經做得很好，均可以在TaiShan ARM伺服器上完美運行，華為也將提供對客戶的全方位支持。

至於ARM HPC的生態，當前來看也已經不再是桎梏高性能計算的主要因素之一。

目前各種開源或自有源碼的應用，絕大多數是高級語言編寫，從過去兩年華為與ARM公司的測試來看，這些應用非常容易遷移到ARM平台上。

商業軟體的遷移也不是技術問題，更多取決於各個公司的商業策略。

通過與更多晶片、伺服器以及ISV的合作，華為期望推動各類商業軟體向ARM平台的移植，致力於建設一個合作共贏、日新月異的生態環境。

「芯開始，讓智能計算無所不及。

」TaiShan ARM伺服器的洪荒之力，奮袂而起。