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问答:详解什么是华为云鲲鹏?

更新时间:2020年07月28日  858浏览

鲲鹏原指华为海思在今年1月初发布的一款兼容ARM指令集的服务器芯片鲲鹏920。性能强悍,配备了64个物理核心,单核实力从CPU算力benchmark的角度对比,大约持平于同期X86的主流服务器芯片,整体多核多线程算力较同期的X86芯片更强大。当前SPECint Benchmark评测跑分超过930分,将性能纪录提升了25%,创造计算性能纪录,是业界最高性能ARM-Based CPU。

鲲鹏不再仅仅局限于鲲鹏系列服务器芯片,更包含了兼容的服务器软件,以及建立在新计算架构上的完整软硬件生态和云计算生态。

我们看看这个生态里都有些什么:

1.芯片类

Q:鲲鹏芯片是一个ARM芯片吗?

A:鲲鹏芯片兼容了ARMv8指令集,对于已有的大部分已经支持ARM64的操作系统和软件而言,鲲鹏仍然是一个架构为arm64或者aarch64的芯片。

面对计算子系统的单核算力问题,自主开发处理器内核,针对每个核进行了优化设计,采用多发射、乱序执行、优化分支预测,采用了3级cache,采用了自研mesh互联Fabric,典型主频2.6GHz。

整形计算能力,业界标准benchmark SPECint _rate_base 2006 @GCC 7.3.0 -O2评分超过930。

面对服务器领域的挑战,集成了64个自研核,将DRAM的通道数从主流的6通道提升至8通道,DRAM的典型主频从2666MHz提升至2933MHz,总带宽达187GB/s;集成PCIe 4.0,CCIX等高速接口;集成2个100G RoCE端口。

从这个角度看,鲲鹏芯片已经重新定义了服务器的算力平台。


Q:鲲鹏芯片是一个CPU芯片吗?

A:不完整,鲲鹏芯片是一个芯片族,其中鲲鹏920是CPU芯片,之外还有昇腾AI芯片、SSD控制芯片(内部代号hi1812),智能网卡芯片(内部代号hi1822)

Q:鲲鹏芯片是一个ARM芯片吗?

A:鲲鹏芯片兼容了ARMv8指令集,对于已有的大部分已经支持ARM64的操作系统和软件而言,鲲鹏仍然是一个架构为arm64或者aarch64的芯片。

面对计算子系统的单核算力问题,自主开发处理器内核,针对每个核进行了优化设计,采用多发射、乱序执行、优化分支预测,采用了3级cache,采用了自研mesh互联Fabric,典型主频2.6GHz。

整形计算能力,业界标准benchmark SPECint _rate_base 2006 @GCC 7.3.0 -O2评分超过930。

面对服务器领域的挑战,集成了64个自研核,将DRAM的通道数从主流的6通道提升至8通道,DRAM的典型主频从2666MHz提升至2933MHz,总带宽达187GB/s;集成PCIe 4.0,CCIX等高速接口;集成2个100G RoCE端口。

从这个角度看,鲲鹏芯片已经重新定义了服务器的算力平台。


Q:鲲鹏芯片是一个CPU芯片吗?

A:不完整,鲲鹏芯片是一个芯片族,其中鲲鹏920是CPU芯片,之外还有昇腾AI芯片、SSD控制芯片(内部代号hi1812),智能网卡芯片(内部代号hi1822)

Q:鲲鹏芯片是一个ARM芯片吗?

A:鲲鹏芯片兼容了ARMv8指令集,对于已有的大部分已经支持ARM64的操作系统和软件而言,鲲鹏仍然是一个架构为arm64或者aarch64的芯片。

面对计算子系统的单核算力问题,自主开发处理器内核,针对每个核进行了优化设计,采用多发射、乱序执行、优化分支预测,采用了3级cache,采用了自研mesh互联Fabric,典型主频2.6GHz。

整形计算能力,业界标准benchmark SPECint _rate_base 2006 @GCC 7.3.0 -O2评分超过930。

面对服务器领域的挑战,集成了64个自研核,将DRAM的通道数从主流的6通道提升至8通道,DRAM的典型主频从2666MHz提升至2933MHz,总带宽达187GB/s;集成PCIe 4.0,CCIX等高速接口;集成2个100G RoCE端口。

从这个角度看,鲲鹏芯片已经重新定义了服务器的算力平台。


Q:鲲鹏芯片是一个CPU芯片吗?

A:不完整,鲲鹏芯片是一个芯片族,其中鲲鹏920是CPU芯片,之外还有昇腾AI芯片、SSD控制芯片(内部代号hi1812),智能网卡芯片(内部代号hi1822)

2.服务器类

Q:现在鲲鹏芯片应用于哪些服务器呢?

A:有,泰山2280,泰山5280,泰山X6000等型号。当然,像我这样的个人开发者,直接使用一台泰山服务器用于代码编译也确实奢侈了一些,此时华为云提供的使用鲲鹏芯片的ECS弹性云服务器就会变成一个好的选择。

3、操作系统类

Q:鲲鹏芯片有什么操作系统可以使用?

A:理论上所有可以支持ARMv8指令集的操作系统都可以兼容鲲鹏芯片。截止到2019-7月,经过华为云实际测试并且上线供鲲鹏生态使用的操作系统主要有华为自研的EulerOS 2.8,Ubuntu18.04,CentOS7.5。

当然,EulerOS 2.8作为华为多年研发投入的产品,自然针对鲲鹏芯片做了相当多的底层优化,可以更有效的发挥鲲鹏920的性能。

 

4、软件类

Q:鲲鹏是否具备软件生态?他的发展情况如何。

A:理论上所有兼容ARMv8指令集的软件都可以运行在鲲鹏服务器上。

Q:有哪些软件能兼容鲲鹏呢,我的软件是否能运行?

A:现在的软件行业已经不再处于靠自己造轮子的时代,通常一款完整的软件由自编码软件部分、开源软件部分、商用软件部分等三个部分组成。因此一个完整软件要可以完整运行起来,是需要分别考察这三部分和鲲鹏的兼容性。

1)、自编码软件

软件是由所有者采用了一种或多种编程语言,通过编译或解释使其可以运行。针对这类软件,目前鲲鹏已经支持的语言包含:

编译型:C、C++、Golang>=1.5
解释器:JVM>=1.7 (Java)、Perl、Shell、Python2/3、Node.js

2)、开源软件

软件是由开源社区运营,社区所有贡献者共同提交代码完成软件实现。这类软件大多是由源码加前面的编译器、解释器一并完成业务功能。理论上,如果开源社区的源代码属于上述若干种语言,那么通过社区分发的源代码包,经过一定量的编译、安装、解释运行等过程就可以在鲲鹏社区上运行起来。

实际上现在有相当多的社区(据我个人统计,有大约9000个社区)已经直接提供aarch64/arm64架构对应的发布版本包,我们可以直接从这些社区获取官方发布包,按照标准的指导就可以运行起来。

3)、商用软件

许多企业或者用户其实并没有能力自研或者集成软件,选择采购软件公司的商用软件。这部分商用软件不开放源代码,通常与行业或者解决方案深度嵌合,比如医疗His系统、金融财务软件、ERP、商用数据库等等。这些软件必须通过软件公司提供兼容ARMv8指令集的二进制软件包才能运行在鲲鹏中。

华为云正在大力与重要行业中的ISV进行深度合作,未来可以运行在鲲鹏上的商业软件将会越来越多。

 

5、云服务与解决方案

华为云已经在使用鲲鹏构建自己的云服务,未来华为云的全部基础服务和大量的主要服务都会基于鲲鹏来构建。华为云在鲲鹏生态的角色,既是优质产品和内容的提供者也是内容的消费者。

Q:华为云已经发布了哪些鲲鹏云服务?分别给客户带来什么额外价值?

A:截止到2019-7月,已经发布了5款鲲鹏云服务,ECS、BMS、CloudPhone、CCE和Redis。

鲲鹏弹性云服务器(ECS)。基础云服务之一,也是用户可以直接感知到鲲鹏的最重要的服务。用户可以用过ECS直接购买鲲鹏云服务器,为云服务器添加磁盘、网络等资源,使其成为开发环境或者生产业务集群的一部分。

鲲鹏裸金属服务器(BMS)。直接从华为云上购买裸金属服务器,用户可以得到一台专属的泰山服务器,并可以为这台泰山服务器添加磁盘、网络等资源。

鲲鹏云手机服务(CloudPhone)。可以直接从华为云上购买一台运行Android操作系统的云主机,由于直接运行与ARMv8指令集,因此无使用模拟器带来的性能损失,能够提供手机应用测试、应用自动运行等能力。

鲲鹏云容器引擎(CCE)。一种云中间件,直接提供基于鲲鹏的云容器,其中包含的基础库均为aarch64版本。

鲲鹏分布式缓存服务(Redis)。一种云中间件,直接提供基于鲲鹏的Redis接口。用户并不能直接感受到它和运行在X86上的Redis的明显区别,但是可以基于鲲鹏的性能和成本优势,感知到明显的性价比差距。

Q:华为云鲲鹏已经在哪些行业有解决方案了?

A:目前主要集中在对安全有特殊要求、对国产自主化有一定要求或者对算力性价比有较高要求的行业,如金融、政府、媒体与娱乐、游戏、生命科学等等。

Q:华为云可以提供哪些成熟的水平解决方案?

A:截止到2019-7月,已经发布了全栈专属云、手机云、HPC、大数据和企业核心应用5个水平解决方案。

全栈专属云(HCSO)。全称是Huawei Cloud Stack Online,基于华为成熟的数据中心技术,可以为客户提供近距离的专属华为云。
云手机。云手机既是华为云的一款云服务,也同时是一个解决方案。市场上有多家云手机提供商,使用的是华为云云手机解决方案。
高性能计算(HPC)。主要通过鲲鹏的性能优势和成本优势,将鲲鹏HPC的性价比优势发挥到极致。
大数据。同样也是能发挥性价比的主要场景。
企业核心应用。基于鲲鹏上华为云对企业核心应用的积累,提供一系列完备的场景和解决方案

Q:为什么X86上应用不能直接运行在鲲鹏上?

A:例如,使用C语言编写的一个简单的Hello World程序,在x86_64的机器上编译通过后,将所生成的可执行程序直接拷贝至基于鲲鹏芯片的服务器上去执行,会报文件格式不正确之类的错误从而导致程序无法执行,原因是程序的编译平台和和程序的运行平台不同导致的,x86_64的机器CPU是基于复杂指令集的amd64架构,而基于鲲鹏芯片的服务器的CPU是基于精简指令集的架构的,这两种指令集的执行读取等寻址方式不同,所以两个不同指令集结构的机器,不能相互解释执行。

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