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中科院院士梅宏:多业务呼唤多样计算,绿色计算引领新发展机会

在7月23日北京举行的鲲鹏计算产业发展峰会上,中国科学院院士、绿色计算产业联盟理事长梅宏以“探索绿色计算产业发展之路”为题发表演讲,详细梳理了云计算、大数据、AI发展给数据中心带来的一系列问题,讲解了绿色计算产业发展的若干重要途径。

云计算、AI对绿色计算提出巨大需求

随着云计算、大数据、AI的快速发展,数据中心的workload越来越多元和复杂,呈现出数据密集、横向扩展、多流并发、多重迭代等特征,因此,云数据中心具有异构、多样化、大规模的计算需求。这些需求,给数据中心提出了3大挑战:高性能、低功耗和多业务。

面对这些挑战,低碳、创新、开放和共赢的绿色计算应运而生。梅宏强调,数据中心的硬件和软件来自不同厂商,必须能够相互兼容、统一管理,并支持持续优化,也需要更加开放合理的社会分工模式,协同解决计算产业面临的挑战,只有开放才能共赢。

算力强劲增长,摩尔定律逐渐失效

从算力角度来看,近年来在AI和HPC方面的算力急剧增长。据统计,人工智能的训练市场算力需求(Training)8年内增长了40倍,推理市场(Inference)5年内增长了9倍;同时HPC在这8年里也增长了13倍。从计算供应来看,摩尔定律逐渐失效,以前每18个月算力增长1倍,最近每年算力只增加10%。

面向未来AI和HPC算力每年增加10倍的快速增长的需求,这中间将存在100倍的巨大算力缺口。梅宏认为,这就需要从计算架构的角度,来思考如何更快满足产业界对高算力的需求。

数据中心成为能耗大户,降低能耗成为产业共识

我国数据中心耗电不断增长,2018年中国数据中心的耗电量为1609亿千瓦时,占全国能耗的2.3%。预计2030年达4115亿千瓦时,CAGR超过8%,将占全国能耗的4.2%。

从微观角度来看,CPU芯片功耗具有放大效应,CPU每降低1W,数据中心总能耗可降低1.65W。按PUE为1.34的数据中心估算,CPU每节省1W,在CPU风扇节省0.04W,系统电源节省0.14W,UPS节省0.06W,加上配套空调的能耗0.33W,以及配电传输+变压器节省0.08W,总计减少1.65W。 

业务多样导致数据多样,驱动计算多样

云和人工智能的发展,带来了业务的多样性:智能手机、智慧家庭、IoT物联网、智能驾驶、AR/VR等场景越来越丰富;业务的多样性导致数据多样性的需求,包括数字、文本、图片、视频、图像以及结构化数据、非结构化数据等;同时大数据分析、分布式存储、ARM原生、高性能计算、Web等应用,对高并发计算提出了大量需求。在这种情况下,没有一个单一的计算架构能够满足所有场景、所有数据类型的处理,包括文本处理、大数据分析、科学计算和视频处理等等,依赖单一CPU计算架构的时代即将结束。

解决路径:多种计算架构组合,满足多样计算需求

计算产业历经近半个世纪的发展,持续改变着社会和其他产业,但计算产业本身也在不断地进化:从专用计算,到通用计算,再到现在全栈全场景的智能计算时代,应用多样化,业务场景多样化,需要处理的数据类型也多样化。

计算多样性带来了新挑战,需要各种CPU、DSP、GPU、AI芯片、FPGA等同时存在,发挥计算架构独特优势,多种计算架构的组合才是最优解决路径。

但是,目前来看,绿色计算的生态还不成熟,仍需产业界共同努力。梅宏表示,鲲鹏是绿色计算产业联盟的关键力量,特别是在绿色计算创新基地方面,鲲鹏为主推动了GCC-上海交大、GCC-云上贵州等创新基地的建设,极大地推动了绿色计算的产业发展和生态建设。希望产业界能够进一步加强合作,共同推动绿色计算和鲲鹏产业的生态发展与繁荣。

责任编辑:马利亚


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