從一份行業(yè)白皮書,看多樣性算力的“陣地戰(zhàn)”攻堅(jiān)

作者 | 曾響鈴
文 | 響鈴說(shuō)
人人都知道數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)入深水區(qū)后,對(duì)算力的渴求在不斷增長(zhǎng)。
包括政務(wù)、能源、金融、制造業(yè)等領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型鉚足了勁頭,不斷向那些數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施索要源源不斷的算力。
但是,更應(yīng)該注意到的是,在復(fù)雜的形勢(shì)下,這種算力的渴求并非只有“量”。
具備供應(yīng)鏈穩(wěn)定性和安全可靠性的多樣性算力平臺(tái)已經(jīng)成為諸多行業(yè)的追求。
再加上,各種新興行業(yè)應(yīng)用還有多元化的需求。
于是,數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施在提供算力的時(shí)候,“量”之外,在“屬性”上的表現(xiàn)也越來(lái)越深刻——已經(jīng)推進(jìn)了多時(shí)的多樣性算力,進(jìn)入了發(fā)展快車道。
最近,中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)多樣性算力產(chǎn)業(yè)及標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會(huì)發(fā)布《多樣性算力商用部署白皮書(2022年)》(以下簡(jiǎn)稱“白皮書”),對(duì)多樣性算力的應(yīng)用、挑戰(zhàn)、應(yīng)對(duì)和前景進(jìn)行了系統(tǒng)闡述。
從白皮書可以看出,以ARM為代表的多樣性算力,已經(jīng)徹底告別了初生時(shí)期從一個(gè)場(chǎng)景、一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新、一個(gè)生態(tài)伙伴慢慢推進(jìn)的過(guò)程,而進(jìn)入“陣地戰(zhàn)”式攻堅(jiān)推進(jìn)階段。
無(wú)論是標(biāo)桿呈現(xiàn)、技術(shù)建設(shè)還是產(chǎn)業(yè)鏈條,多樣性計(jì)算都表現(xiàn)出典型的“陣地戰(zhàn)”特點(diǎn),即每一個(gè)主題下都實(shí)現(xiàn)了多角色、多維度、多要素的整體協(xié)同,就像一個(gè)陣地一個(gè)陣地整體突破推進(jìn)一樣,最終實(shí)現(xiàn)多樣性計(jì)算的全面落地。
也只有這樣,多樣性計(jì)算才能完成數(shù)字經(jīng)濟(jì)新基礎(chǔ)設(shè)施的使命。

外做標(biāo)桿:列陣最硬核的實(shí)踐案例,多樣性計(jì)算為“好用”正名
產(chǎn)業(yè)案例是多樣性計(jì)算發(fā)展的最直接呈現(xiàn)。
一方面,它們本身是多樣性計(jì)算發(fā)展的直接證明;
另一方面,它們也不斷證明著多樣性計(jì)算的能力和價(jià)值,“吸引”更多產(chǎn)業(yè)主體關(guān)注,形成行業(yè)發(fā)展的正向循環(huán)。
任何一個(gè)新興領(lǐng)域都是如此,只有“有權(quán)威”的企業(yè)用了、證明可用了,才會(huì)有更多人來(lái)跟上。
而在過(guò)去,以ARM為典型代表的多樣性計(jì)算架構(gòu),其產(chǎn)業(yè)應(yīng)用往往是零星式的。
某個(gè)行業(yè)、某個(gè)伙伴、某個(gè)企業(yè)嘗試性的應(yīng)用ARM,然后取得還不錯(cuò)的效果。
這些,不足以向市場(chǎng)建立完整而堅(jiān)定的信心。
白皮書中,中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通三大運(yùn)營(yíng)商的深度應(yīng)用案例被直觀呈現(xiàn),ARM等多樣性計(jì)算架構(gòu)的價(jià)值,被“權(quán)威”產(chǎn)業(yè)案例以整體協(xié)同落地的方式呈現(xiàn)。
白皮書總結(jié),2020-2021年三大運(yùn)營(yíng)商合計(jì)集采自主創(chuàng)新芯片的服務(wù)器10.3萬(wàn)臺(tái),占其服務(wù)器集采總數(shù)的31.13%;2021-2022年則達(dá)到15.7萬(wàn)臺(tái),占比33.97%。
運(yùn)營(yíng)商三朵云實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用部署,行業(yè)信心被徹底建立起來(lái),示范標(biāo)桿也一次性建立。
這些案例中,以ARM為主,多樣性計(jì)算的應(yīng)用往往十分深刻。
在中國(guó)電信,天翼云在“云改數(shù)轉(zhuǎn)”戰(zhàn)略規(guī)劃下,云平臺(tái)底座搭載了包括ARM架構(gòu)在內(nèi)的國(guó)內(nèi)主流芯片、服務(wù)器、操作系統(tǒng),打造了安全可靠、全棧服務(wù)能力的央企專屬云。
天翼云“一片央企云”已經(jīng)在北京、上海等全國(guó)多點(diǎn)布局,采用了鯤鵬、飛騰等多樣架構(gòu)國(guó)內(nèi)主流服務(wù)器,提供包括多種芯片云主機(jī)、高性能云主機(jī)等IaaS服務(wù),基于此提供豐富的PaaS服務(wù)滿足多樣化的場(chǎng)景需求。
白皮書提到,在多樣性算力的幫助下,中國(guó)電信2022年算力總規(guī)模達(dá)3.8EFLOPS,同比增長(zhǎng)81%。
中國(guó)移動(dòng)則基于ARM的NFV端到端解決方案,構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)云x86+ARM硬件雙平臺(tái),做到了面向底層、平臺(tái)層及上層業(yè)務(wù)的全領(lǐng)域覆蓋。
ARM與x86雙技術(shù)路線在網(wǎng)絡(luò)云體系中演進(jìn)得到了案例證明,有力表明了ARM能承接起規(guī)避單一技術(shù)依賴和防范供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn)的責(zé)任。
目前,全球首個(gè)基于ARM的自主創(chuàng)新的云化5G核心網(wǎng)已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行了一年多,中國(guó)移動(dòng)還計(jì)劃繼續(xù)擴(kuò)大部署規(guī)模。
在包括多樣性計(jì)算在內(nèi)的一系列創(chuàng)新下,中國(guó)移動(dòng)通過(guò)從300余個(gè)區(qū)域和省級(jí)中心云逐步延展,已建設(shè)超過(guò)1500個(gè)CDN邊緣節(jié)點(diǎn)。
中國(guó)聯(lián)通則為客戶打造了全棧鯤鵬體系的國(guó)產(chǎn)替換解決方案,其中服務(wù)器采用了聯(lián)通云平臺(tái)ARM云服務(wù)器。
該客戶為亞洲品牌500強(qiáng)金融企業(yè),業(yè)務(wù)擴(kuò)展迅速,原有團(tuán)險(xiǎn)核心系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足需要,需要升級(jí)適應(yīng)高可靠、高性能、復(fù)雜管理要求的新系統(tǒng)。
一方面,升級(jí)面臨原有系統(tǒng)老舊、與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范差距明顯、數(shù)據(jù)不夠規(guī)范、網(wǎng)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)對(duì)接的機(jī)制沒(méi)有建立等痛點(diǎn)問(wèn)題。另一方面,時(shí)間緊、任務(wù)重,但企業(yè)本身信息化基礎(chǔ)卻較為薄弱。
中國(guó)聯(lián)通與鯤鵬合作,采用云上部署的方式打造全棧鯤鵬體系的國(guó)產(chǎn)替換解決方案,幫助客戶業(yè)務(wù)系統(tǒng)快速且低成本在核心交易場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)遷移,節(jié)約大量時(shí)間和成本,且簡(jiǎn)化了客戶IT采購(gòu)、部署、實(shí)施、運(yùn)維等工作。
白皮書透露,在性能方面,新體系處理性能平均提升2倍,部分場(chǎng)景達(dá)到3倍;在遷移效率上,原國(guó)際商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象總數(shù)5756個(gè)遷移成功率高達(dá)99.4%,其余手工修正,工作量<5人天;ISV總計(jì)改動(dòng)代碼10處,<15人天即完成主要功能模塊的適配。
按白皮書的說(shuō)法,在深入對(duì)金融行業(yè)賦能的同時(shí),ARM架構(gòu)已經(jīng)成為“中國(guó)聯(lián)通做強(qiáng)技術(shù),做好產(chǎn)品,打造生態(tài),不斷滿足服務(wù)于用戶的數(shù)智化轉(zhuǎn)型需求戰(zhàn)略的重要一環(huán)”。
值得一提的是,雖然三大標(biāo)桿案例的主體都是運(yùn)營(yíng)商,但在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中,還有大量廠商參與其中。
例如,中國(guó)電信“一片央企云”的服務(wù)器采用鯤鵬、飛騰等廠商的產(chǎn)品,操作系統(tǒng)用到了麒麟、統(tǒng)信、天翼云CTyunOS三款操作系統(tǒng)。
廣泛協(xié)同,共同做出一個(gè)標(biāo)桿案例,這就是多樣性計(jì)算當(dāng)下“陣地戰(zhàn)”的典型表現(xiàn)。
而更進(jìn)一步看,三大運(yùn)營(yíng)商與背后合作廠商共同帶來(lái)的標(biāo)桿案例,并非僅僅證明了ARM等多樣性計(jì)算的“可用”,更表明了“好用”。
例如,天翼云承建的某部委級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目,支撐了30+個(gè)生產(chǎn)應(yīng)用穩(wěn)定運(yùn)行,在滿足適配訴求的同時(shí),確保了政務(wù)、國(guó)資、央企數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)模型核心安全能力,構(gòu)建“硬件底座+軟件平臺(tái)+安全體系”的“三保險(xiǎn)”。
再加上平滑適配接駁能力,央企/行業(yè)應(yīng)用遷移上云建設(shè)正在“好用”的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)大提速。
硬核的案例,“好用”的表現(xiàn),多樣性計(jì)算已經(jīng)“名聲在外”。

內(nèi)建體系:軟硬協(xié)同、全棧創(chuàng)新,多樣性計(jì)算不斷激發(fā)價(jià)值源泉
獲得市場(chǎng)階段性認(rèn)可后,多樣性計(jì)算對(duì)內(nèi)還需要“苦練內(nèi)功”。
實(shí)際上,多樣性計(jì)算對(duì)x86等傳統(tǒng)計(jì)算架構(gòu)并非只是簡(jiǎn)單的通過(guò)替代從而保證供應(yīng)鏈安全的關(guān)系。
以ARM為代表,硬件架構(gòu)的創(chuàng)新,以及軟硬件更高效的協(xié)同所產(chǎn)生的計(jì)算能力優(yōu)勢(shì),是同樣重要的一面。
因此,作為新興技術(shù)領(lǐng)域,多樣性計(jì)算一直在能力版圖上不斷完善,這種完善,同時(shí)包括了在能效等方面的跨越,凸顯與傳統(tǒng)計(jì)算架構(gòu)的代差優(yōu)勢(shì)。
只不過(guò),過(guò)去這件事只在某個(gè)維度進(jìn)行,例如開發(fā)組件更新等,而現(xiàn)在,白皮書顯示,全行業(yè)的共同努力下,硬件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、遷移軟件、應(yīng)用加速軟件等全棧維度,都已經(jīng)進(jìn)入?yún)f(xié)同并進(jìn)的狀態(tài)。
與x86已經(jīng)完成這種全棧建設(shè)、只需要不斷優(yōu)化底層架構(gòu)和驅(qū)動(dòng)不同,ARM這類多樣性計(jì)算架構(gòu)必須采用這種“陣地戰(zhàn)”,突圍全棧技術(shù)體系,才能保證價(jià)值輸出、贏得市場(chǎng)選擇。
木桶不能有一塊短板。
實(shí)際上,多樣性計(jì)算中的典型代表ARM,其全棧技術(shù)體系在眾多廠商的努力下,已經(jīng)走向成熟,成為“陣地戰(zhàn)”的典型寫照。
比如,在硬件上,華為的鯤鵬、飛騰、阿里平頭哥都推出了ARM指令集兼容架構(gòu)的服務(wù)器芯片,加入這個(gè)行列的廠商變得越來(lái)越多。
在操作系統(tǒng)層,鯤鵬、飛騰芯片已經(jīng)被openEuler開源操作系統(tǒng)、銀河麒麟等操作系統(tǒng)深度適配,后者已經(jīng)在行業(yè)進(jìn)行廣泛應(yīng)用,推動(dòng)ARM指令集兼容架構(gòu)直面場(chǎng)景應(yīng)用。
為了充分利用ARM指令集兼容架構(gòu)的能力,華為的畢昇編譯器面向鯤鵬處理器進(jìn)行了深度優(yōu)化,相關(guān)性能提升30%以上;國(guó)防科大的“天鷹編譯系統(tǒng)”面向飛騰處理器進(jìn)行了優(yōu)化。
到了開發(fā)這件事上,鯤鵬應(yīng)用使能套件 Kunpeng BoostKit 和鯤鵬開發(fā)套件 Kunpeng DevKit都在幫助開發(fā)者更好地基于ARM指令集兼容架構(gòu)完成相關(guān)應(yīng)用的開發(fā)或遷移,前者主要幫助開發(fā)者實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的極致性能,后者主要幫助開發(fā)者實(shí)現(xiàn)極簡(jiǎn)開發(fā)。
在廣東政務(wù)云,采用鯤鵬 BoostKit 使能套件實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的全棧優(yōu)化,應(yīng)用支持庫(kù)查詢性能提升15%以上;在某銀行的核心應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)踐中,鯤鵬 BoostKit 對(duì)于鯤鵬服務(wù)器+銀河麒麟服務(wù)器操作系統(tǒng) V10實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)全面優(yōu)化,提升賬單查詢性能30%,已經(jīng)上線并服務(wù)于十萬(wàn)以上的用戶。
最終,面向具體場(chǎng)景應(yīng)用,ARM指令集兼容架構(gòu)還具備了對(duì)應(yīng)用的特殊優(yōu)化能力。
例如,在HPC賽道,面向電磁仿真、材料計(jì)算、分子動(dòng)力學(xué)、生物信息、計(jì)算物理、氣候氣象、金融分析等不同領(lǐng)域,不同的行業(yè)應(yīng)用在不斷產(chǎn)生。
由此,ARM指令集兼容架構(gòu)“打出了一片完整的天”,至少在全棧體系上能夠與x86等直接對(duì)標(biāo)了。
現(xiàn)在,除了技術(shù)本身的全棧體系,在行業(yè)橫向維度,如白皮書所言,多樣性計(jì)算還有更多行業(yè)共同努力的動(dòng)作在進(jìn)行,“陣地戰(zhàn)”攻堅(jiān)的范圍不斷擴(kuò)大。
例如,多樣性算力產(chǎn)業(yè)及標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會(huì)針對(duì)生態(tài)適配工作量大的挑戰(zhàn),推動(dòng)了開發(fā)生態(tài)適配工具、發(fā)布了相關(guān)規(guī)范;以及,籌劃對(duì)ARM服務(wù)器建立一整套開放、科學(xué)的服務(wù)器性能評(píng)測(cè)體系,以提升通用化,平臺(tái)化能力。
這些,都保證了多樣性計(jì)算尤其是ARM指令集兼容架構(gòu)源源不斷的價(jià)值輸出。
深做產(chǎn)業(yè)鏈:以產(chǎn)業(yè)深度落地為導(dǎo)向,深化全產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)
解決了案例和技術(shù)問(wèn)題,對(duì)多樣性計(jì)算來(lái)說(shuō),下一步是如何將大量的產(chǎn)品、服務(wù)真正推向市場(chǎng),從而在商業(yè)實(shí)體維度完成真正的全面落地,也讓多樣性計(jì)算的廠商們能夠享受到多樣性計(jì)算帶來(lái)的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。
直白地說(shuō),就是在CPU、GPU等芯片之上,真正面向客戶做出一個(gè)個(gè)PC、服務(wù)器、邊緣小站等等產(chǎn)品出來(lái),實(shí)現(xiàn)交付與應(yīng)用。
如此,多樣性算力的商用部署在三大運(yùn)營(yíng)商的標(biāo)桿案例之外,將真正走入千行百業(yè)。
這就需要產(chǎn)業(yè)生態(tài)的通力合作,上下游產(chǎn)業(yè)鏈的整體協(xié)同,做成實(shí)際的產(chǎn)品、服務(wù)、解決方案推向市場(chǎng),完成“最后一躍”。
又是一場(chǎng)“陣地戰(zhàn)”攻堅(jiān)。
白皮書中,就專門提到了當(dāng)下產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作的狀況,以ARM為主,不同鏈條主體在以各自的方式參與到多樣性算力的商用部署和產(chǎn)業(yè)推進(jìn)中。
鏈條的源頭CPU廠商方面,在為ARM等架構(gòu)提供軟件的編譯、遷移、調(diào)試、性能測(cè)試的全方位能力指導(dǎo),持續(xù)進(jìn)行架構(gòu)升級(jí)迭代。
再往下,部件廠商提供兼容ARM等不同CPU架構(gòu)的平臺(tái),并提供軟件遷移開發(fā)指南和適配指南。
到了整機(jī)層面,則設(shè)計(jì)基于ARM等不同CPU架構(gòu)平臺(tái)的整機(jī)服務(wù)器,兼容主流部件廠商硬件產(chǎn)品。
操作系統(tǒng),如前文所言,已經(jīng)擁有麒麟、統(tǒng)信等基于openEuler路線的發(fā)布的商用操作系統(tǒng),能夠支持ARM平臺(tái)服務(wù)器。
此外,內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)卡等也在進(jìn)行統(tǒng)一的兼容性認(rèn)證測(cè)試。
在應(yīng)用層,大量的軟件在兼容x86、ARM等不同CPU架構(gòu)平臺(tái)以及不同版本的操作系統(tǒng)。
最終,從芯片,到部件,到整機(jī)廠商,到操作系統(tǒng),到應(yīng)用……一個(gè)全鏈路的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系已經(jīng)在形成。
其中,ARM走得更遠(yuǎn)、更體系化。
以鯤鵬為代表,立足鯤鵬處理器,結(jié)合openEuler、openGauss、openLooKeng等基礎(chǔ)軟件,聯(lián)合不同操作系統(tǒng)廠商、整機(jī)廠商,鯤鵬生態(tài)已經(jīng)向外擴(kuò)展形成多種產(chǎn)品及行業(yè)應(yīng)用矩陣。
目前,全球已經(jīng)有11家整機(jī)廠商基于鯤鵬主板推出自有整機(jī)產(chǎn)品。
此外,鯤鵬開發(fā)者數(shù)量從2020年的不足20萬(wàn),已經(jīng)發(fā)展到現(xiàn)在的200萬(wàn),三年實(shí)現(xiàn)10倍增長(zhǎng)。再加上,鯤鵬生態(tài)發(fā)展了4500家合作伙伴,適配認(rèn)證了13500多個(gè)解決方案,可以說(shuō),在政府、金融、電力、運(yùn)營(yíng)商等多個(gè)國(guó)計(jì)民生行業(yè),多樣性計(jì)算的典型代表鯤鵬已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模應(yīng)用。
在數(shù)字經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天,這樣的ARM指令集兼容架構(gòu)產(chǎn)業(yè)生態(tài),無(wú)疑將推動(dòng)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、邊緣計(jì)算等蓬勃發(fā)展,為政府、金融、運(yùn)營(yíng)商、交通、互聯(lián)網(wǎng)等眾多行業(yè)客戶提供優(yōu)質(zhì)且安全的解決方案。
下一步,多樣性計(jì)算的任務(wù),是在產(chǎn)業(yè)生態(tài)上吸引更多優(yōu)質(zhì)的伙伴加入。
當(dāng)然,對(duì)這些潛在伙伴來(lái)說(shuō),這也意味著全新的增量機(jī)遇。
是時(shí)候行動(dòng)起來(lái)了。
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