毫無(wú)疑問(wèn)，這將是一個(gè)邊邊角角都被AI（人工智能）所覆蓋和影響的世界！而加速推動(dòng)這一時(shí)代到來(lái)的三個(gè)關(guān)鍵因子是計(jì)算力、算法和數(shù)據(jù)，三位一體。在算法領(lǐng)域，一批又一批創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者不斷涌現(xiàn)；數(shù)據(jù)的爆炸性增長(zhǎng)為分析、預(yù)測(cè)提供了充足的原材料；那么，計(jì)算力又如何呢？
源源不斷的計(jì)算力來(lái)自基礎(chǔ)設(shè)施的持續(xù)升級(jí)和優(yōu)化。而基礎(chǔ)設(shè)施的三大支柱是計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)，又是三位一體。
為了提升AI的運(yùn)行效率，數(shù)據(jù)中心的計(jì)算和存儲(chǔ)已經(jīng)發(fā)生了巨大的技術(shù)變革：存儲(chǔ)介質(zhì)從機(jī)械硬盤(pán)（HDD）演進(jìn)到閃存盤(pán)（SSD），以滿足實(shí)時(shí)存取的要求；在計(jì)算方面采用GPU甚至專(zhuān)用的AI芯片，以滿足高效計(jì)算的需求。在存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算能力大幅提升的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)成了AI時(shí)代必須突破的最后一個(gè)瓶頸。
你不好奇，AI時(shí)代的數(shù)據(jù)中心交換機(jī)是什么樣嗎？
AI時(shí)代數(shù)據(jù)中心新挑戰(zhàn)
華為率先給出了一個(gè)答案——業(yè)界首款面向AI時(shí)代的數(shù)據(jù)中心交換機(jī)CloudEngine 16800，它堪稱(chēng)業(yè)界交換容量最大、性能最高的交換機(jī)，更獨(dú)樹(shù)一幟地裝上了“AI大腦”。
CloudEngine 16800為何能夠“直通”AI時(shí)代？
以AI為引擎的第四次技術(shù)革命正將我們帶入萬(wàn)物感知、萬(wàn)物互聯(lián)、萬(wàn)物智能的全新紀(jì)元。根據(jù)華為GIV（Global Industry Vision）2025的預(yù)測(cè)，到2025年，新增數(shù)據(jù)量將達(dá)到180ZB，其中95％的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（包括語(yǔ)音／視頻等）將依賴(lài)AI進(jìn)行處理；企業(yè)對(duì)AI的采用率將從2018年的25％猛增至2025年的86％；越來(lái)越多的企業(yè)將利用AI助力決策、重塑商業(yè)模式與生態(tài)系統(tǒng)，并重建客戶(hù)體驗(yàn)。華為網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線總裁胡克文指出，數(shù)據(jù)中心從云時(shí)代向AI時(shí)代演進(jìn)成為必然。
那么問(wèn)題來(lái)了，AI時(shí)代的數(shù)據(jù)中心將迎來(lái)哪些新的挑戰(zhàn)？
第一大挑戰(zhàn)，我們普遍使用的傳統(tǒng)以太網(wǎng)，其丟包率為千分之一左右，這還是比較好的情況。就是這在其他領(lǐng)域看來(lái)微不足道的千分之一意味著，網(wǎng)絡(luò)算力只能達(dá)到50％。華為通過(guò)實(shí)際測(cè)試洞察了這一情況。在AI時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該做到零丟包。
第二大挑戰(zhàn)，做到了網(wǎng)絡(luò)零丟包，帶寬不足也不行。“未來(lái)五年，數(shù)字洪流依舊洶涌澎湃。AI數(shù)據(jù)越來(lái)越集中，數(shù)據(jù)中心規(guī)模越來(lái)越大，對(duì)帶寬的需求更多，互訪也會(huì)更頻繁?！焙宋谋硎?，“服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)端口從10G到25G再到100G，升級(jí)速度之快超乎想象，尤其是25G到100G在中國(guó)的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越全球其他區(qū)域?！狈?wù)器算力的增長(zhǎng)是非常重要的需求，而服務(wù)器間的互聯(lián)也發(fā)生了巨大變化，即使是100G網(wǎng)絡(luò)也很難滿足AI時(shí)代的業(yè)務(wù)需求。
第三大挑戰(zhàn)，在數(shù)據(jù)中心里，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)三網(wǎng)合一，這意味著計(jì)算、存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)是融合在一起的。如果沒(méi)有大帶寬，融合有可能是一場(chǎng)災(zāi)難。還有一個(gè)讓網(wǎng)管員頭痛的問(wèn)題，就是在遇到故障時(shí)如何快速準(zhǔn)確地定位故障點(diǎn)并及時(shí)消除故障。傳統(tǒng)人工運(yùn)維手段已難以為繼，亟需引入創(chuàng)新的技術(shù)提升智能化運(yùn)維的能力。
胡克文表示：“過(guò)去一年我拜訪了很多客戶(hù)，他們普遍反映，在過(guò)去三年，幾乎所有精力都放在如何部署一朵‘云’上，但是在云系統(tǒng)真的建立起來(lái)后，突然發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)成了新的瓶頸。用戶(hù)迫切想知道，未來(lái)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是什么樣的？”
AI時(shí)代的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)究竟應(yīng)該什么樣？華為CloudEngine 16800定義了AI時(shí)代數(shù)據(jù)中心交換機(jī)的三大特征：內(nèi)嵌AI芯片、單槽48×400GE，以及向自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的能力，仍是三位一體，便可輕松化解上述AI時(shí)代數(shù)據(jù)中心的三大挑戰(zhàn)。
AI芯片來(lái)了，100％發(fā)揮AI算力還難嗎？
既然是AI時(shí)代的數(shù)據(jù)中心交換機(jī)，又怎能沒(méi)有一顆AI的“芯”？
CloudEngine 16800是業(yè)界首款搭載了高性能AI芯片的數(shù)據(jù)中心交換機(jī)。交換機(jī)主控板上內(nèi)嵌高性能的AI芯片——華為Ascend（昇騰）AI芯片。該AI芯片采用12ns工藝，最大功耗只有8W，浮點(diǎn)計(jì)算能力高達(dá)8T Flops，尤其擅長(zhǎng)運(yùn)行各種深度學(xué)習(xí)的AI算法。據(jù)測(cè)算，一顆這樣的AI芯片的能力甚至超過(guò)當(dāng)前主流的25臺(tái)雙路CPU服務(wù)器的計(jì)算能力。
CloudEngine 16800基于華為獨(dú)創(chuàng)的iLossless智能無(wú)損交換算法，能夠?qū)θW(wǎng)流量進(jìn)行實(shí)時(shí)的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，并根據(jù)不同業(yè)務(wù)流量模型的特點(diǎn)動(dòng)態(tài)設(shè)置最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，更精準(zhǔn)地控制流量，實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)流和基于應(yīng)用的隊(duì)列自適應(yīng)不同場(chǎng)景的全局網(wǎng)絡(luò)自?xún)?yōu)化能力，保證數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)在傳輸無(wú)丟包的基礎(chǔ)上達(dá)到最高的吞吐量。這樣的智能無(wú)損數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)克服了傳統(tǒng)以太網(wǎng)丟包導(dǎo)致的算力損失，將AI算力直接從50％提升到100％，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)IOPS（Input／Output Operations Per Second）性能提升30％。
100GE已經(jīng)來(lái)了，400GE還遠(yuǎn)嗎？
數(shù)據(jù)中心是互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)流量匯聚點(diǎn)，企業(yè)AI等新型業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)了數(shù)據(jù)中心服務(wù)器從10G到25G甚至100G的切換。如今，以BAT為代表的大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)以及電信運(yùn)營(yíng)商基本都實(shí)現(xiàn)了100G的切換。很多企業(yè)之所以采用100G的服務(wù)器，很主要的原因是AI訓(xùn)練涉及到大量模型參數(shù)的同步，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬和吞吐提出了很高的挑戰(zhàn)。數(shù)字化趨勢(shì)以及AI業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)下的“新摩爾定律”——流量摩爾定律已經(jīng)開(kāi)始發(fā)揮作用，每24個(gè)月數(shù)據(jù)中心的流量將翻一番。為了應(yīng)對(duì)AI時(shí)代大數(shù)據(jù)量、混合業(yè)務(wù)的需求，網(wǎng)絡(luò)從100G升級(jí)到400G指日可待。400GE接口標(biāo)準(zhǔn)化工作已于2015年啟動(dòng)，目前針對(duì)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用已經(jīng)完成標(biāo)準(zhǔn)化。
CloudEngine 16800全面升級(jí)了硬件交換平臺(tái)，在正交架構(gòu)基礎(chǔ)上，突破超高速信號(hào)傳輸、超強(qiáng)散熱、高效供電等多項(xiàng)技術(shù)難題，使得單槽位可提供業(yè)界最高密度48端口400GE線卡，單機(jī)提供業(yè)界最大的768端口400GE交換容量，交換能力高達(dá)業(yè)界平均水平的5倍，完全可以滿足AI時(shí)代流量倍增的需求。
CloudEngine 16800采用了諸多新材料、新工藝，目的就是保證從100G到400G全生命周期的兼容演進(jìn)。舉例來(lái)說(shuō)，從100G到高密400G，首先考驗(yàn)的是信號(hào)高速傳輸能力。400G接口系統(tǒng)內(nèi)互連信號(hào)頻率為53G以上，信號(hào)的頻率每翻一倍，PCB線路板信號(hào)衰減就會(huì)增大20％以上。而傳統(tǒng)的電路板由于采用的普通銅箔材料及制造工藝問(wèn)題，當(dāng)信號(hào)傳輸速率提升的時(shí)候，損耗和高頻干擾非常嚴(yán)重，存在速率極限。華為采用新型亞微米無(wú)損材料及高分子鍵合技術(shù)的制作工藝，將電信號(hào)的傳輸效率提升30％。再比如，華為采用業(yè)界首個(gè)雙路輸入智能切換的電源模塊，通過(guò)SuperPower實(shí)現(xiàn)了能效優(yōu)化，電源空間節(jié)省50％，供電效率提升90％。
運(yùn)維都自動(dòng)化了，自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)還差什么？
當(dāng)前，計(jì)算、存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)正快速融合，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器集群規(guī)模越來(lái)越大，分析的流量成千倍增長(zhǎng)，信息上報(bào)或者獲取頻度從分鐘級(jí)壓縮至毫秒級(jí)，再加上信息的冗余，這些都使得智能運(yùn)維平臺(tái)的規(guī)模擴(kuò)大，性能壓力陡增。如何減輕智能運(yùn)維平臺(tái)的壓力？讓最靠近服務(wù)器、最靠近數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有智能分析和決策功能，成為提升運(yùn)維效率的關(guān)鍵。
CloudEngine 16800基于內(nèi)置的AI芯片，可大幅度提升網(wǎng)絡(luò)邊緣即設(shè)備級(jí)的智能化水平，使得交換機(jī)具備本地推理和實(shí)時(shí)快速?zèng)Q策的能力；通過(guò)本地智能結(jié)合集中的FabricInsight網(wǎng)絡(luò)分析器，構(gòu)建分布式AI運(yùn)維架構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)秒級(jí)故障識(shí)別和分鐘級(jí)故障自動(dòng)定位，使能自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)加速到來(lái)。同時(shí)，該架構(gòu)還可大幅提升運(yùn)維系統(tǒng)的靈活性和可部署性。
為什么又是華為？
在ICT時(shí)代每個(gè)變革的“風(fēng)口”，似乎總能看到華為的身影。
2012年8月8日，華為面向云計(jì)算時(shí)代發(fā)布了CloudEngine 12800數(shù)據(jù)中心交換機(jī)，正式邁入數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。CloudEngine 12800交換機(jī)領(lǐng)先的架構(gòu)引領(lǐng)了高密度100G平臺(tái)數(shù)據(jù)中心交換機(jī)的設(shè)計(jì)潮流，其正交架構(gòu)、前后風(fēng)道、面板進(jìn)風(fēng)等先進(jìn)設(shè)計(jì)理念被業(yè)界后續(xù)推出的數(shù)據(jù)中心交換機(jī)競(jìng)相模仿。
以CloudEngine 12800推出為開(kāi)端，華為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)解決方案受得到了業(yè)界的熱捧，銷(xiāo)售收入連續(xù)6年保持高速增長(zhǎng)。IDC的報(bào)告顯示，從2016年開(kāi)始，華為網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品已穩(wěn)居國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額第一；在全球范圍內(nèi)，華為網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在2013年～2017年間復(fù)合增長(zhǎng)率排名第一。華為還進(jìn)入了2018 Forrester Wave領(lǐng)導(dǎo)者象限。
在AI時(shí)代到來(lái)之際，華為身先士卒，首推AI數(shù)據(jù)中心交換機(jī)CloudEngine16800，再次為業(yè)界樹(shù)立了一個(gè)標(biāo)桿。
寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來(lái)。任何一個(gè)明星產(chǎn)品的誕生，無(wú)不是經(jīng)過(guò)千錘百煉，精雕細(xì)琢每一個(gè)細(xì)節(jié)。CloudEngine16800看似橫空出世，但如果沒(méi)有從2012年就開(kāi)始的積累、創(chuàng)新和反復(fù)磨練，就不會(huì)有CloudEngine16800今天的一鳴驚人。如今，華為CloudFabric智簡(jiǎn)云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)方案已在全球6400多家企業(yè)成功商用，助力金融、互聯(lián)網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)商等諸多行業(yè)客戶(hù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，使能數(shù)據(jù)中心成為商業(yè)價(jià)值創(chuàng)造中心。
2019年1月9日，這一刻將被銘記——數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)從此邁入AI時(shí)代！
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