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无边界计算:合适的资源承载合适的应用

导读: 原标题:无边界计算:合适的资源承载合适的应用 到2025年,全球将产生1000亿的联接,其中90%以上将会来自于各种智能的传感器,将有一半的数据在边缘就进行处理。将数据从终端收集,传输至数据中心由通用CPU和内

原标题:无边界计算:合适的资源承载合适的应用

到2025年,全球将产生1000亿的联接,其中90%以上将会来自于各种智能的传感器,将有一半的数据在边缘就进行处理。将数据从终端收集,传输至数据中心由通用CPU和内存进行处理的经典模式将被颠覆,无边界计算正在发生。

以数据为中心 合适的计算放在合适的位置进行

摩尔定律发展至今天,CPU从制程上已经逼近极限,包括英特尔在内的芯片巨头都在放缓其升级芯片的进程。而另一方面,GPU、TPU、ASIC、FPGA在特定场景下都有非常高的优势,在人工智能场景下,GPU计算能力是通用CPU的15倍,而在PCIe SSD或者压缩卡中,ASIC控制器和FPGA则拥有比CPU更高的性能。可以说在摩尔定律演进放缓的今天,面对万物互联、万物感知的巨大数据量,异构计算迎来了前所未有的发展机遇。

异构计算

面向不同的应用,采用不同的处理器进行计算,在这个过程中,大量的计算工作将放在终端或者边缘服务器上进行。数据经由边缘服务器处理之后,大量无用数据被删除,非结构化的数据将最大限度的被整合成为结构化数据,最后传输至数据中心。

如此以来,更多的计算更靠近数据源,而不是将资源和处理时间放在网络传输上。无边界计算是以多样化的处理单元为基础,改变CPU作为计算绝对核心的地位,将合适的计算放在合适资源上进行。

无边界计算时代的服务器

每一代英特尔CPU平台的发布都会催生新一代服务器产品,在异构计算的大趋势下,如今的服务器对各类加速卡、SSD的支持也越来越强。下图是华为在英特尔Skylake CPU发布之后推出的新一代FusionServer V5服务器架构。

FusionServer V5:智能的计算、存储和网络

从FusionServer V5的设计可以看到服务器更加灵活、融合的发展趋势。计算不再是CPU为绝对的主力,而是CPU与FPGA/GPU等芯片共同承担计算任务,网络的协议卸载、网络融合等功能都被放置在网卡上进行,而存储则对NVMe SSD为代表的高速存储设备支持越来越好。下图则是FusionServer的三个代表性的加速组件。

多样化的板卡组件

首先是DA200数据压缩卡,相比使用CPU与软件配合实现数据压缩的方案,DA200数据压缩卡压缩速度可达GB/s级别,速度更快,对于Hadoop应用场景能够释放30%CPU资源,并且高效的降低落盘数据量。

PCIe接口的NVMe SSD是当前主流存储介质中速度最高的设备,ES3000 V3已是华为第六代PCIe SSD产品,采用华为自研的控制器芯片,最高达3.2GB/s带宽和80万IOPS性能,能够全面满足数据库、虚拟化等I/O密集型应用的需求。

最后是华为的NIC1822智能网卡,采用华为自研的ASIC芯片,能够全面融合以太网以及FC等网络协议 ,并且能够实现RoCEv2、FCoE等协议的卸载,这样的功能同样可以节省CPU资源,实现合适的计算放在合适的位置上进行。

以上三大板卡组件的应用,将原本需要CPU处理的压缩、数据落盘以及网络协议卸载等功能放置专有硬件上进行,如此实现CPU资源的释放,并且能够实现业务处理效率质的提升。在华为FusionServer V5的设计中,各类自研的软硬件技术遍布于功耗管理、故障管理等环节。

通过智能功耗管理(DEMT),在不影响业务性能的前提下,DEMT能够最高降低整机功耗16%。而应用这项技术之后,FusionServer 2288H V5打破了SPECpower_ssj2008世界纪录。而在故障检测与管理方面,基于华为iBMC芯片,提供全面的故障诊断、自动化运维、硬件安全加固等管理特性。

FusionServer V5系列服务器,从FusionServer 2288H V5到4路的FusionServer 2488 V5,对NVMe SSD等高速硬件组件已经实现全面的支持,这也是无边界计算实现的第一步。值得一提的是,借助高可扩展的CPU的发布,4路甚至更高路数服务器不再是E7高端CPU的专属,4路服务器性价比相应提升,用户只需明确主频和核数,即可选用不同路数的服务器。

无边界计算时代伴随华为FusionServer V5的发布而开启,大量的计算和处理任务将不断从数据中心服务器的CPU卸载到专用板卡以及边缘服务器上。在可以预见的未来,华为将推出更多样化的计算、存储以及网络设备,从组件到服务器的功能将越来越丰富和强大。如此一来,即便摩尔定律放缓,数据中心的发展仍在高速发展的道路上。

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