數(shù)據(jù)中心進化史:從本地機房到IDC到云再到智算中心

疫情將我們的生活從線下搬到了線上:從線上教育、線上辦公、在線問診,到疫情期間行程追蹤、智能工廠的快速復工,社會的智慧進化在加速。

4月9日,由浪潮主辦的IPF2020大會以在線的形式如期舉行,浪潮集團執(zhí)行總裁、浪潮集團首席科學家王恩東首次提出的“智算中心”概念,引發(fā)行業(yè)高度關(guān)注。王恩東指出,“智算中心”將成為智慧時代經(jīng)濟社會運行所必須的重要基礎(chǔ)設(shè)施,成為AI計算力的主要生產(chǎn)中心。

2016年的IPF大會上,浪潮首次確立“智慧計算”戰(zhàn)略,在后來的IPF大會上又陸續(xù)提出“計算力是生產(chǎn)力”、“產(chǎn)業(yè)AI化”等預判,均在后來被證實,這一次王恩東提出的“智算中心”會再一次被計算產(chǎn)業(yè)接納,并最終被驗證成為行業(yè)趨勢嗎?

什么是智算中心?

在2016年AlphaGo戰(zhàn)勝李世石后,各行各業(yè)都逐步意識到AI技術(shù)的價值,AI應用越來越多,從手機解鎖支付到工廠生產(chǎn)線的質(zhì)檢,AI在人們的生活與生產(chǎn)中扮演日益重要的角色,特別是隨著2019年AI產(chǎn)業(yè)化的加速,AI也已成為各行各業(yè)的基礎(chǔ)能力。

馬化騰說算力是AI應用的四大要素之一,李彥宏則認為:“由數(shù)據(jù)、算力、算法’三位一體’共同驅(qū)動的人工智能或?qū)⒊蔀橥苿咏?jīng)濟增長與時代進步的新引擎。”AI產(chǎn)業(yè)爆發(fā)催生了龐大的AI計算需求,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心已經(jīng)越來越難以承載這樣的需求。

2020年是一個分水嶺。在2016年IPF大會上,王恩東就曾預計到2020年智慧計算在整個計算中的占比,將從2015年的四分之一左右增長到超過一半。當智慧計算占比已經(jīng)過半時,對新形態(tài)數(shù)據(jù)中心的需求就變得日益強勁。

從AI服務器這一新興服務器類目的崛起,也能看到AI計算需求的蓬勃,IDC報告顯示2019年上半年中國人工智能基礎(chǔ)設(shè)施市場銷售額達到8.37億美元,同比增長54.1%。IDC另一份報告則顯示,未來五年中國人工智能服務器市場復合增長率將超過30%,增速是服務器市場整體增速的三倍。

AI服務器是因為AI計算需求而生的一種服務器形態(tài),其采取異構(gòu)形式,支持CPU+GPU、CPU+TPU、CPU+其他的加速卡等不同組合,在存儲上針對AI計算的大數(shù)據(jù)場景設(shè)計,更好地滿足訓練、推理等各種AI計算場景。不過,服務器的進化已經(jīng)遠遠不能滿足爆發(fā)式的智慧計算算力需求。浪潮認為,未來人工智能計算需求占比將在80%以上,專門面向AI計算的計算中心呼之欲出,這就是“智算中心”,即AI算力中心。

智算中心,有望化解AI計算需求爆發(fā)與傳統(tǒng)算力不足的矛盾。

用王恩東的原話來解釋就是“智算中心”將以融合架構(gòu)計算系統(tǒng)為平臺,以數(shù)據(jù)為資源,以強大的計算力驅(qū)動AI模型對數(shù)據(jù)進行深度加工,源源不斷產(chǎn)生各種智慧計算服務,并通過網(wǎng)絡以云服務的形式,向組織及個人進行供應。智算中心將是智慧時代計算力的生產(chǎn)與供給中心,是新“電廠”。

數(shù)據(jù)中心4.0時代

不論是外賣、電商、視頻、直播還是搜索,一切跟互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的應用背后,都有數(shù)據(jù)中心在發(fā)揮基礎(chǔ)作用,服務器在數(shù)據(jù)中心日夜不眠地響應需求、運行代碼、運算數(shù)據(jù)、給出結(jié)果。2015年,谷歌公布過一組圖片引發(fā)外界震撼,當時它已擁有以太級別的數(shù)據(jù),遍布全球的36個數(shù)據(jù)中心:美國19個、歐洲12個、俄羅斯1個、南美1個和亞洲3個(北京-Google.cn、香港-Google.com.hk和東京各1個),驅(qū)動著這個全球最大的搜索引擎,谷歌將數(shù)據(jù)中心成為“互聯(lián)網(wǎng)實體”,即唯一能夠讓你肉眼可見的“互聯(lián)網(wǎng)”。

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心已經(jīng)有多年發(fā)展歷史,跟網(wǎng)絡的出現(xiàn)幾乎同齡。

第一階段的數(shù)據(jù)中心就是物理數(shù)據(jù)中心,基本上就是電信企業(yè)面向大型企業(yè)提供的機房,包括場地、電源、網(wǎng)絡、通信設(shè)備等基礎(chǔ)電信資源和設(shè)施的托管和線路維護服務。

第二階段的數(shù)據(jù)中心就是后來的IDC即互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心,90年代互聯(lián)網(wǎng)走向民用,網(wǎng)站數(shù)量激增,服務器、主機、出口帶寬等設(shè)備與資源集中放置與維護需求激增,主機托管、網(wǎng)站托管等商業(yè)模式出現(xiàn),再到后來IDC服務商出現(xiàn),他們圍繞主機托管提供數(shù)據(jù)存儲管理、安全管理、網(wǎng)絡互連、出口帶寬網(wǎng)絡服務等等,這一階段的數(shù)據(jù)中心由互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)自行搭建或者租賃,存在建設(shè)與維護成本高、難以隨業(yè)務發(fā)展而靈活擴展諸多問題,云計算應運而生。

第三階段是數(shù)據(jù)中心就是如今普遍應用的云化數(shù)據(jù)中心。早在1961年就有人預料到計算會成為公共服務,1990年代網(wǎng)格計算(Grid Computing)與云計算(Cloud Computing)等概念就已先后出現(xiàn),不過直到本世紀初亞馬遜AWS才真正拉開云計算的序幕,計算真正成為所見即所得的公共服務,數(shù)據(jù)中心從分散在各地的“小電站”逐步走向集中式的“大電廠”,一般都是科技巨頭搭建的大型化、虛擬化、綜合化數(shù)據(jù)中心,通過對存儲與計算能力虛擬化,變?yōu)橐环N按需使用的計算力,對于使用者來說,集中規(guī)模化降低了成本,同時具備了靈活拓展能力。

云化數(shù)據(jù)中心本質(zhì)上依然是在數(shù)據(jù)中心的物理基礎(chǔ)設(shè)施上,采用虛擬化等云計算技術(shù),提供傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心業(yè)務和各種新型網(wǎng)絡應用服務,數(shù)據(jù)中心本質(zhì)形態(tài)沒有發(fā)生什么變化。

如今由浪潮提出來的智算中心,可以說是數(shù)據(jù)中心演進的第四階段。智算中心不再是類似于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心這樣的有一棟樓承載的物理中心,而是對數(shù)據(jù)中心的虛擬化,它可能是多個云數(shù)據(jù)中心協(xié)作起來提供算力,也有可能只是云數(shù)據(jù)中心中的部分機組構(gòu)成。

數(shù)據(jù)中心給數(shù)字社會提供算力,智算中心給智慧計算提供算力,不同的是,智慧計算使用者面對的可能不會再是一個個服務器,一個個IP,而是按需使用AI計算能力。如何理解這樣的差異?我們可以看看云計算行業(yè)的變化:2018年11月底阿里云升級成阿里云智能,2018年底百度將ABC智能云事業(yè)部升級成智能云事業(yè)群組,2019年4月“百度云”品牌全面升級為“百度智能云”……所有云計算巨頭都強調(diào)智能,體現(xiàn)出云計算與AI結(jié)合的大勢所趨,說得更直接一點:云計算未來要給客戶提供的計算都是智能計算。

去年我跟立白集團數(shù)智中心總經(jīng)理阮群錕交流時,他的一個看法讓我印象深刻:對于立白來說,把系統(tǒng)上云不是上云的目的,而是所有業(yè)務要在云上有一個更有效的協(xié)作,否則的話只會帶來一個企業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)成本的節(jié)約,意義不大。

企業(yè)都要上云,然而今天上云跟十年前以節(jié)省計算成本的上云已截然不同,今天上云的目的是數(shù)字化和智能化。企業(yè)需要智慧計算,而不只是計算。既然如此,傳統(tǒng)的云數(shù)據(jù)中心已經(jīng)不能滿足智慧時代的計算需求,唯有進化才能適應AI計算的需求。基于此,智算中心的出現(xiàn)可謂是正逢其時。

數(shù)據(jù)中心新物種

智算中心究竟會是什么樣子?王恩東認為“智算中心”需要滿足三個基本要求:“開放標準”、“集約高效”、“普適普惠”,他的原話是這樣說的:

從硬件到軟件、從芯片到架構(gòu)、從建設(shè)模式到應用服務,智算中心都應該是標準化、開放的,開放計算的發(fā)展為智算中心提供堅實的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ);集約高效,要求智算中心的建設(shè)要有超大規(guī)模,要采用領(lǐng)先的技術(shù),以保障自身的先進性;必須做到普適普惠,讓計算力易用、可用和低成本,智慧計算像水電一樣成為社會基本公共服務,融入生產(chǎn)生活全部場景。

智算中心的三大特質(zhì)不難理解:

1、為什么要開放標準?AI時代的計算變得更加復雜,在語音、圖像、大數(shù)據(jù)、邊緣、IoT、自動駕駛等場景呈現(xiàn)出截然不同的計算需求,基于此計算基礎(chǔ)設(shè)施本身會變得碎片化,比如AI服務器都是異構(gòu)模式,往往要支持CPU+GPU、CPU+TPU、CPU+其他的加速卡等不同組合,同樣,智算中心本身也會變得“異構(gòu)”,軟硬件、芯片、架構(gòu)、網(wǎng)絡、機房等等都會變得復雜,唯有標準化且開放才能整合碎片化的計算資源,就像安卓做到的一樣。

2、為什么要集約高效?最核心的原因是AI時代計算量會出現(xiàn)指數(shù)級增長,一方面,AI核心是對數(shù)據(jù)進行處理計算,數(shù)據(jù)正在爆發(fā)式增長,AI計算力會膨脹。另一方面,AI時代計算場景遠超互聯(lián)網(wǎng)時代,互聯(lián)網(wǎng)時代計算需求來自在線應用以及互聯(lián)網(wǎng)+教育等少數(shù)行業(yè),AI應用則將無處不在,在互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)外,交通、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城市等傳統(tǒng)實體產(chǎn)業(yè)都會與AI結(jié)合……都會帶來海量AI計算需求,IDC數(shù)據(jù)顯示目前互聯(lián)網(wǎng)是AI服務器最大市場,但能源、服務、建筑、通信、公共事業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè)增速已超過或接近200%。傳統(tǒng)云計算的成本,對AI計算來說已日益奢侈,智算中心一定要集約高效,自身應用AI、大數(shù)據(jù)、IoT、機器人等降本增效的數(shù)字科技,大幅降低計算成本。

3、為什么要普適普惠?云計算做到了傳統(tǒng)通用計算的普惠,智算中心不只是要讓計算本身變得普惠,同時要讓AI這一高門檻的應用變得跟互聯(lián)網(wǎng)一樣人人可得,讓智慧計算像水電一樣惠及到各行各業(yè),讓每個企業(yè)/組織/個人都能按需使用。成本降低是普惠的前提,其外在技術(shù)架構(gòu)、服務模式、輸出形式和收費形式等維度都要有配套的變革才行。

第一代數(shù)據(jù)中心讓計算變得前所未有的普惠,一個數(shù)據(jù)中心的計算量超過了數(shù)千年人類計算量的總和,智算中心不只是在計算力上提高了一個數(shù)量級,同時變得更加開放標準、集約高效和普適普惠,也將是數(shù)據(jù)中心發(fā)展的趨勢。

智算中心有望成為新基建的重點。3月4日,中央在一次會議上強調(diào)要加快數(shù)據(jù)中心、5G、AI和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進度,“新基建”將助力疫后經(jīng)濟復蘇,成為我國經(jīng)濟增長的新引擎。跟“老基建”是“鐵公基”為代表不同,新基建則更強調(diào)數(shù)字科技對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的拉動作用,這將對智慧計算提出更強的需求,作為“新基建”重點領(lǐng)域的數(shù)據(jù)中心將不再以傳統(tǒng)的云數(shù)據(jù)中心為主,而是會朝著智算中心發(fā)展,數(shù)據(jù)中心將全面進入AI時代。

智算中心怎么建?

最早的數(shù)據(jù)中心由運營商主導建設(shè),IDC數(shù)據(jù)中心由IDC巨頭建設(shè),云數(shù)據(jù)中心由云計算巨頭建設(shè),智算中心建設(shè)的主導者會是誰?答案可能是:沒有明確的主導者。有AI核心技術(shù)、有智慧計算能力,有云服務能力,有AI應用場景的玩家,以及運營商、IDC服務商均可參與智算中心建設(shè),就像前面說到的那樣:智算中心不是一個實體的數(shù)據(jù)中心,而是數(shù)據(jù)中心的虛擬化,不同數(shù)據(jù)中心組合在一起來提供智慧計算所需的計算力。

AI不等于深度學習技術(shù),應用層面AI更像是多種技術(shù)的融合,浪潮智慧計算以CBD(Cloud Computing、Big Data、Deep Learning)為核心,互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)都在說ABC或者AIoT,均體現(xiàn)出AI技術(shù)與大數(shù)據(jù)、云計算、IoT、5G以及區(qū)塊鏈等技術(shù)融合的趨勢。智算中心建設(shè)一定是基于開放計算的融合建設(shè)模式,擁有不同核心技術(shù)的玩家都將參與其中,一起建設(shè)智慧計算時代的基礎(chǔ)設(shè)施。

如今ICT產(chǎn)業(yè)的分工正在被重構(gòu)。硬件開放設(shè)計與軟件開源,讓不同玩家間的邊界在變得模糊,大有“你中有我,我中有你”的趨勢,比如阿里云可以做芯片,百度可以做服務器,浪潮可以做深度學習框架,而且都在開放,都在建自己的生態(tài),看上去大家都在向彼此領(lǐng)域滲透,實際上卻是一種開放融合,所有玩家都在突破自有邊界,去探索智慧計算的全新可能。

但不可否認的是,作為智慧計算和開放計算的先行者、智算中心提出者的浪潮,在智算中心建設(shè)中依然會發(fā)揮不可替代的作用。

首先,浪潮具有全棧AI計算能力,有能力成為智算中心核心建設(shè)者。

浪潮是智慧計算的提出者,在AI服務器上已經(jīng)穩(wěn)居行業(yè)第一多年,IDC報告顯示,2019年上半年,浪潮AI服務器銷售額4.2億美元,市場份額50.2%,自2017年以來,浪潮AI服務器就一直占據(jù)超過50%的市場份額,穩(wěn)居市場第一。浪潮在生產(chǎn)AI算力后,基于AI計算平臺、框架和算法聚合算力,基于AIStation管理平臺對AI計算進行“流水式生產(chǎn)”與一站式交付,精細調(diào)度算力;基于自動機器學習平臺AutoML Suite,降低AI應用門檻,快速釋放AI算力,加速AI落地。

浪潮已經(jīng)完成從AI計算力生產(chǎn)、聚合、調(diào)度到釋放四大作業(yè)階段的布局,是專業(yè)的AI計算力提供商,業(yè)務覆蓋芯片、平臺、管理和框架等領(lǐng)域的全棧AI領(lǐng)域,勢必會是智算中心的核心建設(shè)者。不過,浪潮的野心,不只是提供AI服務器這樣的基礎(chǔ)計算設(shè)施,而是要做標準與建生態(tài)。

其次,開放計算戰(zhàn)略的成功讓浪潮成為智算中心的搭臺者。

浪潮在2016年提出“智慧計算”戰(zhàn)略時,就對開放計算這一路線很篤定,其以CBD為核心,構(gòu)建“硬件重構(gòu)+軟件定義”的融合架構(gòu)技術(shù)體系和開放創(chuàng)新的計算生態(tài),為客戶提供可精確按需擴展、滿足多樣化應用場景的智慧計算。早在2014年,浪潮基于前期定制模式就形成了獨家的JDM(聯(lián)合定制模式)模式,通過與客戶“共創(chuàng)”的機制,浪潮抓住了云時代復雜的服務器需求,成功抓住AI服務器這一波機會,也為后來的開放計算布局創(chuàng)造了有利條件。

如今浪潮開放計算已涵蓋計算、存儲、網(wǎng)絡、管理等全領(lǐng)域,硬件支持OCP、ODCC、Open19等三大硬件開放社區(qū)標準,云海OS全面轉(zhuǎn)向OpenStack,在整機柜、服務器等領(lǐng)域的開放設(shè)計上扮演關(guān)鍵角色。在IPF大會上浪潮發(fā)布全球首款AI開放加速計算系統(tǒng)MX1,基于OCP社區(qū)OAM開放標準設(shè)計,在網(wǎng)絡帶寬、供電系統(tǒng)上可以適配多種不同規(guī)模的AI加速器,從而極大提升了用戶的AI基礎(chǔ)架構(gòu)部署效率,體現(xiàn)出其在智慧開放計算領(lǐng)域的技術(shù)實力。

基于開放計算發(fā)展智慧計算,讓浪潮事實上成為智慧計算標準參與者,有能力成為“搭臺者”,讓不同環(huán)節(jié)的玩家可以在開放計算體系內(nèi)共建智算中心。

最后,基于AI服務器的領(lǐng)先地位構(gòu)建元腦生態(tài),浪潮給智算中心添磚加瓦。

AI產(chǎn)業(yè)化過程中,客戶的AI計算需求是非常龐雜的,不可能靠一個公司的技術(shù)或者能力實現(xiàn),因此每家AI服務商都在做自己的生態(tài)。浪潮2019年提出了元腦生態(tài)計劃,左手連接像百度、阿里這樣的具備AI技術(shù)開發(fā)能力的科技公司,右手連接具備實施AI整體解決方案能力的SI、ISV伙伴,共同為客戶提供端到端的Al模型和方案,加速AI產(chǎn)業(yè)化進程。

要做開放生態(tài),關(guān)鍵是要有號召力,在智算中心服務器這一環(huán),浪潮擁有最高行業(yè)話語權(quán),基于AI服務器的市場地位,只用半年時間浪潮的元腦生態(tài)就已初步成型,目前,已經(jīng)有50多家左手伙伴和120多家右手伙伴加入了浪潮元腦生態(tài),在金融、鐵路、電力、交通、智慧城市、石油石化及泛行業(yè),落地了一系列的解決方案。

聚集了伙伴的能力后,元腦下一階段重點就是實打?qū)嵉芈涞亍T贗PF2020大會上,浪潮宣布將投入億級資金成立“E基金”發(fā)展元腦生態(tài),在聯(lián)合技術(shù)創(chuàng)新、市場推廣、AI人才培養(yǎng)等維度對生態(tài)伙伴提供支持,聯(lián)合左右手伙伴打造100+應用場景解決方案,并推動400+行業(yè)AI項目落地。

這些合作伙伴理論上都是智算中心的建設(shè)者,浪潮作為平臺方則負責添磚加瓦。浪潮集團高級副總裁彭震對羅超頻道表示:“某種程度來說,浪潮是一個做平臺的公司,在做智算中心的磚和瓦,真正搭建一個為各行各業(yè)提供一個完整服務的智算中心,需要我們的合作伙伴,把他的應用能力、軟件能力、服務能力糅合在一起,才能真正變成一個面向最終客戶完整的端到端的解決方案?!?/p>

具體來說,服務器和AI產(chǎn)品、分布式存儲等存儲產(chǎn)品和網(wǎng)絡產(chǎn)品三件套,以及相關(guān)軟件如數(shù)據(jù)中心間的云服務、云管異化容器,云邊操作系統(tǒng)、邊緣計算產(chǎn)品,是浪潮提供的磚與瓦,這些是合作伙伴構(gòu)建智算中心不可或缺且不可能自主研發(fā)的基礎(chǔ)設(shè)施——建房子的公司一般都不會制磚瓦,正是因為此,彭震認為,“浪潮是基建里的基建。

因此在IPF2020大會上,我們可以清晰地看到數(shù)據(jù)中心正在變革的關(guān)鍵時期。智慧計算占社會計算已過半且未來有望達到八成,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心已無法滿足社會算力需求。下一代數(shù)據(jù)中心或者說數(shù)據(jù)中心4.0一定是具有開放標準、集約高效和普適普惠三大特質(zhì)的智算中心,AI計算、開放計算將是智算中心建設(shè)的主要方向,浪潮在其中會扮演關(guān)鍵角色。

彈指一揮間,短短幾十年數(shù)據(jù)中心已有幾代變遷,云計算商用才20年不到,在中國普及更是不到10年時間,如今面臨被智算中心取代的命運,科技可謂是日新月異,正是因為此,我們很難斷言智算中心最終會進化成什么樣子,浪潮如今給出的定義只是一個開始??梢源_定的是,智算中心將是計算基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的方向,浪潮給計算與AI行業(yè)打開了未來計算世界的一扇大門。

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2020-04-13
數(shù)據(jù)中心進化史:從本地機房到IDC到云再到智算中心
彈指一揮間,短短幾十年數(shù)據(jù)中心已有幾代變遷,云計算商用才20年不到,在中國普及更是不到10年時間,如今面臨被智算中心取代的命運,科技可謂是日新月異,正是因為此,我們很難斷言智算中心最終會進化成什么樣子,浪潮如今給出的定義只是一個開始。

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