華為鯤鵬920：一顆勇敢的“芯”

蘇月

如今，各行各業數字化、智能化轉型如火如荼，計算產業新的大航海時代已經來臨。

“夫舊而能守，斯亦已矣！然鄙人以為人之處于世也，如逆水許舟，不進則退。”

華為堅定不移地投入計算產業，從最難的架構突破做起，自研處理器，以此為基礎打造產業，構建生態。華為期待的是千帆競發，而不是獨舟奮進。

然而，功夫不負有心人，華為“芯”再一次得到了證明。

在第六屆世界互聯網大會上，華為鯤鵬920作為業界首顆兼容Arm架構的64核數據中心處理器，憑借高性能、高吞吐、高集成和高能效等特性通過大會評委的一致認可，榮獲領先科技成果獎。這是繼華為麒麟960昇、騰310 AI處理器獲獎之后，華為再一次捧得領先科技成果獎獎杯。

把計算推向新高度

今天的IT環境越來越復雜，應用越來越豐富，典型業務場景如：云場景（WEB/APP）、存儲（分布式）、ARM原生應用和大數據的大規模并行分析。多種數據類型、多種Workload要求新的計算架構，多種計算架構的組合才是最優的解決路徑。

本次獲獎的鯤鵬920處理器是華為自主設計的高性能服務處理器，其在高性能、高吞吐、高集成和高能效方面的創新突破，把計算推向新高度。

高性能

鯤鵬920處理器采用華為自主開發的處理器內核，兼容ARMV8.2指令集，通過優化分支預測算法、提升運算單元數量、改進內存子系統架構等一系列微架構設計，大幅提高了處理器單核性能。

同時，鯤鵬920采用自研Mesh互聯Fabric，單芯片集成最多64個自研核，典型主頻2.6 GHz。業界標準Benchmark SPECint_rate_base2006@GCC 7.3.0 -O2評分超過930，超越業界主流CPU，將性能紀錄提升了25 %，創造計算性能新紀錄。

高吞吐

鯤鵬920處理器在設計之初就開展了芯片封裝、單板PCB聯合優化設計，攻克芯片超大封裝的可靠性及單板可靠性難題。成功將DDR4的通道數從當前主流的6個通道提升到8通道，DDR4的典型主頻從2 666 MHz提升至2 933 MHz，內存帶寬高出主流芯片60 %，保證了鯤鵬920超強算力的高效輸出。

同時，鯤鵬920處理器還率先集成PCIe 4.0、CCIX等高速接口，單槽位接口速率為業界主流速率的2倍，使得鯤鵬920可以更高效地和外設或其他異構計算單元通信，有效提升存儲及各類加速器的性能。集成2個100 G RoCE端口，網絡帶寬從主流的25 GE提升到100 GE，速率提升4倍。

高集成

鯤鵬920采用7 nm制程工藝，它不僅是一顆通用CPU，還同時集成了南橋、網卡和SAS存儲控制器等3種芯片，做到集成度業界第一，單顆芯片實現4顆芯片的功能，釋放出更多槽位擴展更多功能，大幅提高系統的集成度，也給客戶的TCO帶來收益。

高能效

云計算的興起，使數據中心規模越來越大，從幾臺服務器、幾個機架演變成以萬臺服務器為單位的數據中心集群。占地空間和能源消耗成為大型數據中心的重要影響因素，節能具有更重要的意義。

鯤鵬920處理器在創造計算性能紀錄的同時，功耗比性能標桿處理器更低，能效比超過主流處理器30 %。在大規模數據中心業務實踐中，每萬臺服務器可以每年省電1千萬度，碳排放每年減少10 000噸。

讓計算無死角

華為從2004年開始投資研發第一顆嵌入式處理芯片，歷經15年，目前投入超過2萬名工程師，形成了以“鯤鵬+昇騰”為核心的基礎芯片族。目前在計算架構中，華為是業界唯一同時擁有“CPU、NPU、存儲控制、網絡互連和智能管理”五大關鍵芯片的廠商。華為將按照“量產一代、研發一代和規劃一代”的節奏投資芯片。

鯤鵬處理器從2007年走到現在已歷時12年，鯤鵬920現在是第3代芯片。鯤鵬+昇騰會持續演進，華為將按每年推出一代的節奏，持續提升競爭力，同時確保后向兼容。

如今，鯤鵬處理器的高性能、可靠性、穩定性已在多個行業得到規模驗證，滿足了客戶多樣性計算需求，并規模商用：

在大數據場景下，鯤鵬處理器性能平均比通用CPU高30 %以上，可以采用更少的設備提供同等的大數據處理能力，降低TCO；

在分布式存儲場景下，鯤鵬處理器可以提升IOPS性能20 %以上。

在數據庫場景下，幫助運營商、金融行業客戶承載了企業關鍵應用，鯤鵬平臺的性能高出x86平臺20 %；

在原生應用場景下，鯤鵬處理器兼容ARM架構，與移動APP天然同構，可支持移動APP無縫遷移到云上運行，性能零損失且不需要二次開發；

無生態不華為

為了更好地支持生態發展，未來五年，華為計劃投入15億美元用于發展產業生態。華為與伙伴合作共同打造鯤鵬產業生態基地，目前已落地北京、上海、重慶、深圳、成都、寧波、廈門、長沙和江蘇等地區，在平臺搭建、人才培養和應用示范等領域全面開展合作。這些城市發揮技術、人才和資源等優勢選擇與產業伙伴共建鯤鵬生態，推動計算產業的發展。

同時綠色計算產業聯盟、中國電子技術標準化研究院、安謀科技（中國）、IDC、華為以及產業伙伴共同發布了《鯤鵬計算產業發展白皮書》。作為鯤鵬計算產業發展的行動綱領和指南，該白皮書從產業定位、前景展望、應用分析和發展規劃等方面系統性地闡述了鯤鵬計算產業的發展大計。

筆者認為，在計算領域多場景大勢所趨，基于鯤鵬處理器的計算產業終將迎來前所未有的機遇。而兼容ARM架構的鯤鵬處理器之所以能被人們認可，一方面得益于當前企業云化轉型大潮的推動，工作負載開始從傳統數據中心向云、邊緣轉移和延伸；另一方面，中國企業客戶對于自主可控的迫切需求也推動了國產處理器芯片研發的發展。從國家戰略層面來看，核心技術就是國之重器，而研發高端通用芯片是加速實現核心技術突破的關鍵一環。

在數據中心領域，ARM架構與x86架構為互補關系，它們將在不同場景下各自發揮作用。并且基于x 86的市場銷售空間仍會持續增長，同時多場景的業務和數據需求驅動計算多樣性，鯤鵬計算產業迎來新的發展機會。隨著華為對鯤鵬處理器自身能力的不斷創新和提升，它在更高端的計算環境中將擁有更大的施展空間。

華為的愿景是把數字世界帶入每個人、每個家庭和每個組織，構建萬物互聯的智能世界。華為在9月公布的“一云兩翼雙引擎”計算產業布局表明，華為將持續戰略投入“鯤鵬+昇騰”雙引擎，通過芯片能力來實現超越客戶期望的算力；通過普適的工程能力滿足客戶全場景的部署要求；通過云邊協同和無縫的網絡覆蓋實現數據的協同和互通；和合作伙伴共同構筑鯤鵬計算產業生態，幫助客戶共同實現商業價值，為世界提供最強算力，讓云無處不在、讓智能無所不及。