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ob欧宝华为生态深度研究:科技链主鲲鹏CPU+昇腾GPU开启智能算力时代

发布时间:2023-11-27 23:31浏览次数: 来源于:网络

  ob欧宝回顾历史和审视当下全球科技产业,任何创新都依赖于产业链巨头的突破和带动。从

  2020年全面启航“鲲鹏+昇腾”计算战略,宣布欧拉开源操作系统。在 2020 年举办的第 四届华为全联接大会上,华为基于“鲲鹏+昇腾”双引擎正式全面启航计算战略,宣布开 源服务器操作系统、GaussDB OLTP 单机版数据库,开放鲲鹏主板,拥抱多样性计算时代。 华为通过硬件开放、软件开源、使能合作伙伴,共同开拓万亿级的计算产业大蓝海。

  华为是信创产业重要力量,全链条布局自主可控生态。信创最初落地于党政市场,中国电 子和中国电科有着丰富的政府项目经验,通过“控股、持股或战略投资”的方式,率先构 建了一套较为完善的产业链。中国电子、中国电科、华为、中科院作为率先进入信创产业 的公司,已经成为信创巨头,华为立足鲲鹏处理器,聚集外部上下游企业,形成鲲鹏信创 生态体系。

  基于鲲鹏CPU,打造鲲鹏生态体系。鲲鹏 920 处理器是华为在 2019 年 1 月向业界发布 的高性能数据中心处理器,具有高性能,高吞吐,高集成,高能效四大特点。鲲鹏 920 采 用 7nm 工艺,有四个典型版本,性能最高的 7260 有 64 个内核,工作频率高达 2.6GHz, 支持 8 个或者 4 个内存通道 DDR4,典型主频下 SPECint Benchmark 评分超过 930,超出 业界标杆 25%。同时能效比优于业界标杆 30%。

  鲲鹏计算产业是基于鲲鹏处理器的基础软硬件设施、行业应用及服务,涵盖从底层硬件、 基础软件到上层行业应用的全产业链条。纵观鲲鹏计算产业生态全景,硬件方面,围绕鲲 鹏处理器,涵盖包括昇腾 AI 芯片、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)、主板等部件以及个人计算机、服务器、存储等整机产 品。基础软件方面,涵盖操作系统、虚拟化软件、数据库、中间件、存储软件、大数据平 台、数据保护和云服务等基础软件及平台软件。行业应用方面,鲲鹏计算产业生态覆盖政 府、金融、电信、能源、大企业等各大行行业应用,提供全面、完整、一体化的信息化解 决方案。

  硬件开放、软件开源。华为基于“硬件开放、软件开源、使能伙伴、发展人才”的策略推 动鲲鹏计算产业发展,硬件层面提供鲲鹏主板等部件,使能合伙伙伴发展自有品牌部件/ 服务器和 PC 等;软件层面,使能伙伴发行 openEuler 和 openGauss 商业版。根据鲲鹏官 网,已有 11 家合作伙伴推出基于鲲鹏主板的 PC 和服务器产品;昇腾整机硬件生态中有 13 家企业。

  基于昇腾处理器和基础软件,全栈AI计算基础设施、行业应用及服务。昇腾计算产业是 基于昇腾系列(HUAWEI Ascend)处理器和基础软件构建的全栈 AI 计算基础设施、行业 应用及服务,包括昇腾系列处理器、系列硬件、CANN(Compute Architecture for Neural Networks,异构计算架构)、AI 计算框架、应用使能、开发工具链、管理运维工具、行业 应用及服务等全产业链。

  昇腾910算力是英伟达V100的两倍,略超“A100 80GB PCIe”版本。华为目前拥有两 款昇腾系列人工智能处理器(NPU),分别是昇腾 910 和 310。昇腾 910 主要用于训练而昇 腾 310 用于推理,其中昇腾 910 半精度(FP16)算力达到 320 TFLOPS,整数精度(INT8) 算力达到 640 TOPS,是英伟达 V100 的两倍,略超 “A100 80GB PCIe”版本。两款芯片 具体参数如下:

  昇腾(Ascend) 910:高集成度 SoC,基于自研华为达芬奇架构 3D Cube 技术,支持 云边端全栈全场景应用。算力方面,半精度(FP16)算力达到 320 TFLOPS,整数精 度(INT8)算力达到 640 TOPS,功耗 310W,用于训练场景。

  昇腾(Ascend) 310:是一款高能效、灵活可编程的人工智能处理器,采用自研华为 达芬奇架构,在典型配置下可以输出 16TOPS@INT8, 8TOPS@FP16,功耗仅为 8W, 用于推理场景。

  基于昇腾NPU,打造Atlas系列硬件。Atlas 系列硬件产品基于昇腾处理器和业界主流异构 计算部件,通过模组、板卡、小站、服务器、集群等丰富的产品形态,打造面向“云、边、 端”的全场景 AI 基础设施方案,包括 Atlas 200 AI 加速模块、Atlas 200 DK AI 开发者套件、Atlas 300 AI 加速卡、 Atlas 500 智能小站、Atlas 800 AI 服务器、Atlas 900 AI 集群等产品, 可广泛用于“平安城市、智能交通、智能医疗、智能零售、智能金融”等领域。

  昇腾计算产业生态包括围绕着昇腾计算技术和产品体系所开展的学术、技术、公益及商业 活动,产生的知识和产品以及各种合作伙伴,主要包括原始设备制造商 OEM、原始设计制 造商 ODM、 独立硬件开发商 IHV、咨询与解决方案集成商 C&SI、独立软件开发商 ISV、 云服务提供商 XaaS 等。根据昇腾官网,目前已有 13 家合作伙伴基于昇腾系列软硬件推出 昇腾整机。

  操作系统是整个计算机的核心系统软件,属于基础软件,主要负责管理计算机硬件与软件 资源,并提供必需的人机交互机制。目前,操作系统的概念已延伸到信息设备的各个计算 节点,以及协同工作的云端、边缘端、智能终端等各类设备中。 按照操作系统面向的设备类型,通用操作系统主要包括桌面操作系统、服务器操作系统、 移动操作系统。按照源代码是否开放,操作系统可划分为开源系统和闭源系统两类。根据 技术流派,Linux 的发行版本大体分为以 Redhat 为代表的商业公司维护的发行版本和以 Debian 为代表的社区组织维护的发行版本。

  Windows占据桌面操作系统大部分份额,信创推动国产操作系统厂商营收扩张。根据 statcounter 数据,2023 年 7 月中国桌面操作系统中,Windows 占据 80.62%市场份额,OS X 占据 4.91%市场份额。Linux 系统作为开源操作系统具有灵活定制、结构层次清晰、运行 效率高、运维成本低、较高的安全性等特点ob欧宝,国产操作系统大多选择以 Linux 为基础进行 二次开发,信创推动下国产操作厂商营收扩张,2022 年麒麟软件营业收入达到 11.56 亿元, 统信软件达到 3.64 亿元。

  Lunix占据服务器操作系统大部分份额。Linux 的诞生和开源运动开始于上世纪 90 年代, 传统的闭源操作系统市场地位受到挑战,特别是服务器操作系统市场,Linux 份额不断提 高。根据 IDC 在 2018 年的统计数据,全球服务器操作系统市场收入份额(付费+免费)中, Linux 的占比为 68.00%,Windows 仅占比 31.7%。根据 Gartner 在 2020 年发布的全球软件 市场收入分析报告,中国 Linux 服务器操作系统 Red Hat(RHEL)的市场收入份额为 69.9%, Micro Focus International(SUSE)市场收入份额为 15.90%,Oracle 市场收入份额为 5.4%, Canonical(Ubuntu)市场收入份额为 1%,其他品牌市场份额为 7.8%。

  预计 2024 年国产操作系统通用市场规模达到 34 亿元。根据亿欧智库数据,目前国产操作 系统渗透率不足 5%,且主要集中在党政体系。目前国产操作系统性能上已基本达到好用, 生态问题逐步解决,随着行业信创加速,预计国产操作系统市场加速增长,2024 年达到 34.1 亿元。

  国内AI、算力发展面临卡脖子等难题。去年 8 月份ob欧宝,英伟达收到美国政府通知,限制公司 未来向中国和俄罗斯出口 A100、H100,且限制还包括 NVIDIA 未来任何峰值性能和芯片对 芯片的 I/O 性能均等于或大于 A100 的阈值的产品。同年 10 月,美国商务部(BIS)公布 了对于中国出口管制新规声明,主要针对先进芯片及芯片制造设备,其中包括应用于 AI、 超算等 HPC 领域的 CPU、GPU、AI 加速器等高算力芯片或含有此类芯片的计算机商品, 同时对已被列入实体名单的 28 家中国实体进一步加强出口管制,包括多家中国 CPU、GPU 芯片设计公司及 AI 算法公司。截至目前,国产大模型已超百家,AI 信创迫在眉睫。

  基于国产昇腾AI平台,助力人工智能普惠化。在华为伙伴暨开发者大会 2022 上,“中国 算力网—智算网络”上线。智算网络是中国算力网一期工程的核心板块之一,标志着中国 算力网计划的全面展开,是中国算力网络建设迈出的关键一步。多地人工智能计算中心已 经上线运营,包括深圳、武汉、成都、西安、南京、杭州等城市,均基于昇腾AI基础软硬件平台建设,让城市 AI 算力成为新的公共资源,智能化变得更加普及。未来,各地人工 智能计算中心将会相互联接,形成智算网络,这已是大势所趋。

  麒麟芯片回归,下行速率达5G水平。据电子发烧友网报道,8 月 29 日,华为 Mate 60 Pro 开始发售,根据媒体评测,Mate 60 Pro 搭载麒麟 9000S 处理器,性能对标骁龙 888,且 能效比优于骁龙 888。5G 方面,Mate 60 Pro 在测试软件显示 4G 情况下,下行速率超 850Mbps。

  与华为打造面向超大规模参数大模型训练的国产算力集群。8 月 15 日的科大讯飞讯飞星火 认知大模型 V2.0 版本发布会上,科大讯飞与华为联合发布了讯飞星火一体机,为企业提供 国产自主创新平台上的自主、安全、可控的私有化部署大模型。科大讯飞董事长刘庆峰表 示:“星火一体机可用于大模型的训练和推理,企业开箱可用,每一家企业都有机会构建 自己的专属大模型。科大讯飞正在与华为打造面向超大规模参数大模型训练的国产算力集 群,对标英伟达的 A100 芯片。

  基于鲲鹏CPU+昇腾GPU,算力达2.5 petaFLOPS。星火一体机基于鲲鹏CPU+昇腾 GPU, 另外还采用了华为存储和网络提供整机柜方案,FP16(半精度浮点数格式)算力 2.5 petaFLOPS。在大模型训练中最为流行的英伟达 DGX A100,其单节点包含 8 块 GPU,可 以输出 5 PetaFLOPS 的 FP16 算力。

  昇腾910B NPU算力对标A100。据第一财经消息,星火一体机使用的是华为尚未官方对 外发布的昇腾 910B 人工智能芯片,星火一体机是 910B 芯片首个对外商业化应用产品。我 们认为,在昇腾 910 算力已达到 V100 两倍的情况下,其迭代产品昇腾 910B 算力预计对标 A100。

  与中国电子开展深度合作,共建“鹏腾”生态。近期中国电子与华为,决定合并鲲鹏生态 和 PKS 生态,共同打造同时支持鲲鹏和飞腾处理器的“鹏腾”生态。通过构建统一的“鹏 腾”生态,将简化生态伙伴的软硬件适配和认证,使能伙伴开发更多形态的产品,可覆盖 云、数据中心、边缘、PC 终端等全场景,伙伴基于“鹏腾”生态的产品与解决方案也将更 加丰富,有机会在更多的行业中应用落地,更好地赋能千行百业的数字化。

  金融信创:进入关键时点,深入核心业务系统改造。近期金融信创加速落地,大额采购订 单频繁出现,华为市场份额快速提升。从订单中分析,金融信创系统改造项目中,华为系 对比海光信息采购量项目数比例已接近 1:1。

  运营商信创:运营商引领,国产AI服务器采购加速。8 月 20 日,中国电信发布《中国电 信 AI 算力服务器(2023-2024 年)集中采购项目集中资格预审公告》。中国电信此次 AI 服务器集采分 4 个标包,标包 1 和标包 2 均为 I 系列服务器,合计包括 2073 台训练型风冷 服务器、125 台训练型液冷服务器和 1182 台 InfiniBand 交换机;标包 3 和标包 4 为 G 系列 服务器,1048 台训练型风冷服务器和 929 台训练型液冷服务器。中国电信此次集中采购合 计采购 4175 台训练服务器,与之对比,中国电信 2021-2022 年服务器集中采购项目中, 仅采购 1268 台 GPU 型服务器,此次集采 AI 服务器数量大幅增长,佐证国内 AI 服务器高 景气度。此次采购项目预计国产占比约 47.5%,我们认为,运营商引领下,国内 AI 信创有 望加速。

  互联网信创:ARM生态是未来,鲲鹏+昇腾是关键底座。随着互联网业务的兴起和高速发 展,互联网已成为人们生活中不可或缺的一部分,主要应用在网络购物、网络视频、游戏、 生活服务、在线教育及在线政务上。未来十年将是新 ICT 技术蓬勃发展的十年,以 5G、 AI 和云为代表的新 ICT 技术将广泛被应用,互联网行业发展呈现三大趋势:互联网业务更 加多元化、智能化,联接技术向着全光化演进,数据中心向多云架构发展。鲲鹏生态已与 阿里云、腾讯云、网易云、百度等多家互联网企业进行合作,推出数据库、云游戏等解决 方案。

  (本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息ob欧宝,请参阅报告原文。)

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