【观察】网络云化到智能化的跃迁,华为的创新、突破和引领

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未来数据中心网络进化和迭代的趋势和方向在哪里?在日前举办的“网络新引擎 AI赢未来”华为网络春季新品发布会上,华为给出了明确的答案。


众所周知,近几年兴起的AI浪潮,根本原因是得益于计算力的快速发展,同时结合互联网、物联网带来的海量数据,以及深度学习、机器学习等先进算法所共同催生而成,其实际应用效果和社会影响力远远超过了以往,也被喻为“第四次工业革命”中最为重要的“通用技术”。


特别是随着人工智能的快速发展,更深更大的算法模型、更复杂的基础设施架构正在成为大势所趋。所以,数据中心网络作为企业业务和IT系统重要的连接与支撑,在企业向智能化转型的过程中,也需要其跟随、匹配并承担重要的作用。



在此背景下,华为正式发布业界首款面AI时代的数据中心交换机CloudEngine 16800,首次定义了AI时代数据中心交换机的三大特征:内嵌AI芯片、单槽48 x 400GE高密端口、以及能够向自动驾驶网络演进,并创新性地率先将AI技术引入数据中心交换机,为数据中心从云时代向AI时代的演进提供了关键的支撑力。


毫无疑问,数据中心网络已告别旧时代,正在迎接AI定义的新时代。而在这背后,可以看到华为正以前所未的前瞻力和爆发力,在大力推动企业智能化转型加速的同时,也真正引领了整个数据中心网络的升级与迭代。


AI时代的网络新挑战


随着数据量变得越来越庞大,以及计算能力的不断提升,智能算法的快速突破,再加上云计算、大数据、物联网和人工智能等新技术在传统产业更密集的渗透,如今的世界正在以加速度进入到智慧时代,即“物理世界信息化、信息世界智能化。”



对此,华为网络产品线总裁胡克文表示,面对人工智能这样一个蓬勃发展的需求,相比业界在算力、算法乃至存储介质等领域的突破,目前传统数据中心网络无论是性能、带宽乃至运维能力方面,都存在各种各样的问题,正日益成为影响AI商用进程的关键瓶颈。


第一,在网络性能方面,我们知道深度学习、机器学习的算法严重依赖海量的样本数据和高性能的计算能力,但相比存储介质和计算能力的大幅提升,目前网络严重的“丢包率”成为了整个数据中心性能进一步提升的瓶颈。


数据显示,现在企业普遍使用的传统以太网,其“丢包率”为千分之一左右,这意味着网络算力只能发挥50%左右,这是华为通过大量实际的测试,发现的这个问题。因此,未来企业要更充分发挥算力的价值,那么网络就应该要做到“零丢包”。


第二,在网络带宽方面,随着互联网流量更大规模增长,将会导致数据中心的规模越来越大,AI数据越来越集中,同时服务器与服务器之间的互访将更为频繁,这也迫使网络需要更大的带宽能力的支撑。


可以看到,服务器网络端口从10G到25G再到100G,速度超乎想象,这种变化在中国市场表现尤其明显,并远超其他区域市场,因此未来100G的数据中心网络也将无法支撑即将到来的AI时代的挑战。


第三,在网络运维方面,如今计算网络、存储网络和数据网络已经呈现出“三网合一”的趋势,这同样给网络运维带来了极大的压力。目前,传统人工运维手段已“难以为继”,整个行业也需要引入创新的技术提升智能化、自动化运维的能力。


换句话说,未来网络管理员可以利用智能化的工具和手段,实现更快速的网络部署与配置,大量的基础工作也可以通过智能化来实现,这样可以节省大量时间用于网络对业务的支撑上,这既能减轻管理维护的成本,又能提升业务响应时间。


正如胡克文所言:“过去一年我见过很多客户,大家普遍的反馈是过去三年企业的关注点都在云上,但当云的建设初具规模后,却突然发现搞不定网络。所以,这也带给了我们新的思考,未来的数据中心网络应该是什么样的?”


不难看出,数据中心网络需要随时代的变化而不断的进化与迭代,这就要求华为必须提供更有创造力的产品和解决方案,同时必须紧紧围绕用户刚性的需求不断创新与变革,以迎接AI新时代的到来。


三大创新引领新变革


基于此,华为发布了面向AI时代的数据中心交换机CloudEngine 16800,这是业界首款内嵌AI芯片的数据中心交换机,支持高密400G接口、满足AI时代5倍的流量增长,还将支撑秒级故障识别和分钟级故障自动定位、使能自动驾驶网络。



在胡克文看来,AI时代的数据中心交换机具有三大特征:内嵌AI芯片、单槽48 x 400GE、以及向自动驾驶网络演进的能力,具体而言:


首先,是内嵌AI芯片,为了最大化AI算力,华为CloudEngine 16800搭载了高能效AI芯片,以及独创的iLossLess智能无损交换算法,能够对全网流量进行实时的学习训练,并根据不同业务流量模型的特点动态设置最优的网络参数,更精准地控制流量,实现百万流和基于应用的队列自适应不同场景的全局网络自优化能力,保证数据中心网络在传输无丢包基础上达到最高的吞吐量。



这样的智能无损数据中心网络,克服传统以太网丢包导致的算力损失,将AI算力从50%提升到100%,数据存储IOPS性能提升30%,真正构建出了一个零丢包、低时延的数据中心网络,由此可以让AI算力充分发挥,加速人工智能应用创新。


其次,是业界最高密度单槽位48 x 400GE。华为此次突破超高速信号传输、高效供电、超强散热等多个高密400GE技术难题打造的CloudEngine16800,其单槽位可提供业界最高密度48x400GE线卡,整机提供业界最大的768端口400GE交换容量,交换能力高于业界5倍,满足AI时代流量倍增需求,同时单比特功耗可下降50%,更加绿色节能。



值得一提的是,为支持如此超高密度及其演进能力,华为CloudEngine 16800在PCB板材、工艺、散热,供电等多方面都进行了革命性的技术改进和创新。例如,华为采用新型亚微米无损材料及高分子键合技术的制作工艺,将电信号的传输效率提升30%,满足100G到400G全生命周期兼容和能力演进。


同时,华为CloudEngine 16800还提出业界首个双路输入智能切换的电源模块,在电源空间节省50%的同时,也使得单位空间的供电效率提升90%。此外,它还采用独有的碳纳米导热垫和VC相变散热技术,散热效率较业界提升4倍,整机可靠性提升20%,特别是其首创的混流风扇,可以使得整机散热效率达到最佳,与业界相比,平均每bit数据的功耗降低50%,相当于每台每年节省32万度电,约合26万元电费。


最后,是网络的智能运维和自动驾驶。在不断演进而且越来越复杂的数据中心网络构建和管理方面,我们都希望在网络能够“抽丝剥茧”解决相应的问题,让网络真正实现敏捷、智能及高效,以应对当前和将来未知的挑战。



为此,华为CloudEngine 16800基于内置的AI芯片,可大幅度提升“网络边缘”即设备级的智能化水平,使得交换机具备本地推理和实时快速决策的能力。在此基础上,华为CloudEngine 16800通过本地智能结合集中的FabricInsight网络分析器提供分布式AI运维架构,可实现秒级故障识别和分钟级故障自动定位,使能自动驾驶网络加速到来;加上基于分布式的AI运维架构,还可大幅提升运维系统的灵活性和可部署性。


重新定义网络新时代


在我看来,华为CloudEngine 16800的发布,无论是对于华为整体的AI战略布局,还是对整个数据中心网络智能化的转型变革,都有着重要关键价值与意义,可以从三个维度来做观察:



一是,从华为的AI战略看,去年华为轮值董事长徐直军宣布,华为将人工智能定位为新的通用技术,并发布了人工智能发展战略,全面将人工智能技术引入到智能终端、云和网络等各个领域。因此,华为CloudEngine 16800的推出不仅是其在网络领域持续践行AI战略的具体体现,同时它作为华为全栈全场景AI解决方案的“基石”之一,其重要性也不言而喻,也真正让华为向“普惠AI”的目标迈进了一大步。


其次,从数据中心网络变化看,整个网络市场从云化向智能化的变革已是大势所趋,通过华为CloudEngine 16800的发布,华为可帮助企业构建更为智能的网络、自主响应应用的策略以及网络的自我优化,特别是把AI广泛应用于数据中心网络的规划、部署、运维到调优等各环节,真正实现网络管理和运维的自动化和智能化,为打造应用驱动的数据中心网络,实现网络敏捷性奠定了基础。


最后,从整个产业的发展看,AI是驱动产业升级的核心力量。第四次工业革命已经揭开帷幕,我们正在迈向一个智能化的世界,从个人终端、家庭、生产和商业场景,智能将无所不及。所以,在整个产业驶向AI的“星辰大海”的过程中,华为CloudEngine 16800不仅完成了对传统网络架构变革的“使能”,也为企业的智能化转型实现了真正的“赋能”,可以说其展现出来的价值远不止于眼下,更在于未来。


由此可见,在即将到来的由AI定义的网络新时代中,华为对AI时代的数据中心交换机的重新定义,以及对整个数据中心网络升级与迭代的引领,都再次证明了自身的技术创新力和前瞻洞察力,以及作为网络市场领导者和颠覆者的雄厚实力。



申耀的科技观察,由科技与汽车跨界媒体人申斯基(微信号:shenyao)创办,16年媒体工作经验,拥有中美两地16万公里自驾经验,专注产业互联网、企业数字化、渠道生态以及汽车科技内容的观察和思考。


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