数字化转型白皮书(2021)(十六)-未来算力十大特征

    数字化转型白皮书2021

    来源:中国企业数字化联盟

    2、未来算力十大特征

    (1)未来算力十大特征之一    数据驱动时代

    未来的基础架构将要建设在数据流动的基础上,数字化的过程将产生大量数据,包括数据的采集、处理、存储和管理、分析和应用的阶段,数据在企业内外部流转的全过程中都需要在全生命周期内得到基础架构的支撑,而全生命同期的管理为算力平台的覆盖提出了新的要求。物联网的广泛部署,使得更多软件定义的x86架构应用在边缘,SDN、NFV在5G上的应用将进一步加速。未来的算力将不仅集中在核心处理中心,也会覆盖至数据的采集,处理所涉及的端、边缘设备的创新:在核心处理中心里,云、加速计算、应用计算等方面的技术创新也问样重要。因此,从云、网络到边缘,未来的计算平台将会支撑数据对业务的作用。

    (2)未来算力十大特征之二   多云架构与云原生部著

    未来的计算平台将会面向多云与云原生架构。研究显示,企业使用混合云的现象越来越普遍,对比2018年的数据,2019年企业使用混合云的场景从单纯的峰值计算、备份和灾难恢复,拓展到更深入的层面:4%的用户考虑把更多的应用部署至更合适的云上,更深入地使用混合云。未来公有云、私有云边缘云的混合模式将开始被广泛运用,同时也对计算平台提出了新的要求。

    云原生技术的发展非常迅速,容器帮助开发人员将应用程序与特定平台功能相结合,增加多云部署的灵活性。越来越多的新兴应用开发开始部署在服务器上,对未来的计算平台提出对云原生应用和新的开发模式有良好支持的新要求。

    (3)未来算力十大特征之三     异构计算深入

    随着AI应用的大规模普及,GPU、FPGA、ASIC等加速器技术发展迅速、持续创新,未来的新型加速器将越来越多,以更好地满足不同场景的人工智能需求。

    AI推理芯片不仅应用于核心应用,也会加速边缘的智能创新。更多推理的应用将发生在边缘,对边缘计算的AI能力也将产生变化。训练将在边缘云、核心数据中心或公有云等上层计算架构中发生。总之,从边缘到核心的人工智能需求极大地推动了异构计算的发展。

    (4)未来算力十大特征之四     边缘部署崛起

    边缘部署崛起,计算平台向边缘延展。随着物联网的广泛应用,边缘侧服务器部署需求在不断增加,因此边缘部署也对服务器特性提出了新挑战——需要应对非数据中心环境做出新的设计,包括耐高温、耐腐蚀,甚至是应对风沙等特殊环境,新的部件材料与设计结构也会在未来应运而生、边缘部署服务器在未来需要AI的推理能力,使边缘服务器的架构产生进一步的变化。整体上来说,单路服务器在边缘侧较好地支持工作负载的同时也可以降低功率密度,相较于传统的两路服务器,单路服务器的IO性能下降并不明显,在边缘侧具备独特的优势,未来将在边缘侧拥有广泛的部署和应用空间。

    (5)未来算力十大特征之五    SCM技术兴起

    过去的服务器架构由CPU、内存、存储、主板这四个核心部件“老四件”构成。现在SCM技术的兴起让服务器从过去的“老四件”升级为“老四件+SCM+加速器”的新搭配。

    虽然固态硬盘在逐步地替换传统硬盘,使存储性能大为提高,但是内存到固态硬盘之间仍然存在延迟瓶颈。而SCM这种性能介于内存和固态硬盘之间的技术,可以有效地消除瓶颈,在实现DRAM替换和持久性内存等使用上可以大大提升计算平台的性价比。

    (6)未来算力十大特征之六    下一代互联技术

    下一代互联技术指的是CXL、Gen-Z等下一代总线技术,随着这些下一代总线技术的飞速发展,计算平台从以前的“以CPU为中心”发展到“以内存为中心”的形态。同时总线的创新也可以帮助计算平台实现亚微秒级廷迟技术的扩展,为未来架构的创新提供了更多可能。

    模块化也是总线创新的一种实现方法,帮助用户向更新的互联技术实时升级提供使利。

    (7)未来算力十大特征之七    机架密度提升

    随着超大规模数据中心应用越来越广泛,数据中心的机架密度也在快速提升。超融合、异构计算等新的产品和技术也将提升数据中心的计算效率和功率密度。

    密度提升的情况下,高密度机架也对数据中心的散热提出了新挑战,在未来的计算平台上,新型的散热技术包括服务器的芯片水冷、机架后方热量交换器等新型冷却技术将越来越得到数据中心管理者的重视,以支撑越来越高密度的服务器机架。

    (8)未来算力十大特征之八    微芯片架构演进

    目前CPU内核数已扩展到64个,未来还会扩展至更多的数量,使得CPU性能的增长更加线性,功能集的一致性也将得到增强,可以有效帮助计算平台支撑横向扩展的、面向数字化架构的新应用。

    在建设未来计算平台时对应的芯片内核数增加,因此用户也需着重考虑配置平衡的内存。

    (9)未来算力十大特征之九    人工智能运维

    随着计算密度越来越高,处理中心的容量越来越大,计算体系架构越来越杂,传统的人工运维也变得越来越低效,不符实际要求。因此通过人工智能和深度学习推动软件定义数据中心能更好地实现IT基础架构的自动化运维,这也是建设和管理未来基础架构的关键特性。

    内嵌人工智能的基础架构设备能帮助数据中心降低运维成本、简化各节点数据中心的全生命周期管理,并实现主动防御等功能,提高系统的安全性。

    另外,此次疫情也让很多数据中心的管理者意识到零接触部署、运维的重要性。通过人工智能实现AI的避感和分析、进行远程的自动化操作,都将会在“下一个常态”中逐步实现。

    (10)未来算力十大特征之十    数据安全体系

    未来企业将构建在数字化基础上,未来基础架构也将管理数据流动的全生命周期,因此保证数据的可靠性与安全性是未来数字化基础架构的关键之一。在数字化的前提下,IT基础架构的安全风险更多样,包括数据的增长、更复杂的架构、新的数据隐私政策要求等等,这些都对数据安全需求提出了新挑战。因此IT基础架构的“透明化”对数据的下个十年非常重要。

    更多的安全解决方案将利用人工智能、区块链等新技术,来提升供应链风险管理、威胁检测、访问和身份管理等方面的防护能力。

    3、总结:未来计算力的十大预测

    新冠疫情彻底地改变了世界,企业开始运用新的数字化技术来应对“下一个常态”,进入数字化2.0时代以建设未来的企业。数字化转型需求的变化驱动了企业未来的数字化基础架构的建设,也推动了未来计算平台的发展。

    总结未来计算平台将会具备的十个主要特征:

    1.数据驱动时代;

    2.多云架构与云原生加速部署;

    3.异构计算进一步走向深入;

    4.边缘服务器的崛起;

    5.SCM技术的兴起;

    6.下一代互联技术将重塑计算架构;

    7.未来的机架密度将远超现在;

    8.Chiplet微芯片将被更多采用;

    9.在运维中引入人工智能算法;

    10.打造数据安全架构。