“鯤鵬”+“昇騰”雙引擎發(fā)布奠定鯤鵬產(chǎn)業(yè)算力基礎,與伙伴企業(yè)合力打造全棧式 IT 布局凸顯雄心壯志。 華為 2019 年先后發(fā)布兩款高性能的 7nm 級芯片處理器鯤鵬 920 和昇騰 910,標志自研芯片算力步入 ARM 架構體系前列水平。以此為契機,華為 2019 年 7 月召開“鯤鵬展翅,力算未來,開創(chuàng)計算新時代”為主題的首屆鯤鵬計算產(chǎn)業(yè)峰會,拉開全棧式鯤鵬計算 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟大幕。
定位:中國乃至全球算力提供者,打通全產(chǎn)業(yè)鏈構建新 IT 生態(tài)
算力和數(shù)據(jù)成為新的生產(chǎn)力和生產(chǎn)資料,摩爾定律放緩和登納德縮放定律接近終結給予異構計算新機遇。 宏觀政策和科技發(fā)展的雙重要素驅(qū)動數(shù)字經(jīng)濟迅速發(fā)展,而隨著摩爾定律的逐步放緩和登納德縮放定律接近終結,芯片算力和性能陷入發(fā)展瓶頸期,計算機現(xiàn)有架構發(fā)展空間受到抑制,因而對創(chuàng)新架構的探索和需求日益迫切。以 ARM 為代表的 RISC 通用架構 處理器和以具備特定定制化加速功能的ASIC和FPGA芯等在場景多樣化的計算新時代更具有優(yōu)勢。隨著未來計算產(chǎn)業(yè)方向的發(fā)展,多種計算架構并存的狀態(tài)有望隨云服務的發(fā)展進一步加 速出現(xiàn)。
“后摩爾時代”給予“鯤鵬”亮眼機會,各類新應用需求需新算力支持,計算進入異構并存時代 。受 ICT 技術發(fā)展的推動,海量數(shù)據(jù)爆發(fā)和以 AR/VR、AI 與大數(shù)據(jù)、4K 超高清、智能駕駛、智能家居等各類新應用需求出現(xiàn),帶動全球計算空間和計算需求出現(xiàn)指數(shù)級增長。根據(jù) OpenAl 的報告顯示,自 2012 年以來,算力需求的增長出現(xiàn)每 3.5 月翻一倍,每年增長約 10 倍的驚人事實。而隨著處理器進入“后摩爾定律”時代,制程升級帶來效能升級邊際效應 減弱。而以鯤鵬 920 為代表的 ARM 高性能處理器,利用 ARM 在移動設備領域積累的新工藝、新制程和新材料優(yōu)勢,實現(xiàn)在并發(fā)性能、能耗、集成度方面的優(yōu)勢,實現(xiàn)在分布式存儲、云端同構等應用場景的突出表現(xiàn)。因而,我們認為計算產(chǎn)業(yè)進入異構計算時代,以 ARM 為代表的 處理器有望在非移動端大放異彩,承接更多算力需求。
IT 全棧式布局,以開放和開源為主旋律,實現(xiàn)基于鯤鵬處理器的完整生態(tài)建設。 早前受制于計算產(chǎn)業(yè)高耦合性的限制,缺少生態(tài)體系的高性能單品往往以失敗告終。華為作為鯤鵬產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)起者,深刻意識到生態(tài)的重要性,因而提出 IT 全棧式布局設想。且借鑒 Wintel 聯(lián)盟 歷史,計劃利用自身的 ArmV8 架構永久授權和多年芯片研發(fā)基礎成為生態(tài)算力提供者,通過硬件開發(fā)、軟件開源的合作基調(diào),逐步退出高服務需求、專業(yè)性強的領域,讓利和賦能合作伙 伴,發(fā)揮產(chǎn)業(yè)集群效應,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)建立。
現(xiàn)狀:雛形初現(xiàn),各省市積極合作開展鯤鵬生態(tài)合作
首批 150 家生態(tài)廠商加入,產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、華為沃土 2.0 計劃、開發(fā)者社區(qū)和行業(yè)伙伴認證助 力生態(tài)建設,產(chǎn)業(yè)鏈雛形初顯。 根據(jù)下圖的鯤鵬計算產(chǎn)業(yè)全景圖可見,華為以“鯤鵬”+“昇 騰”兩大 CPU 為核心,向外擴展生態(tài)。利用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、行業(yè)伙伴認證等措施推動產(chǎn)業(yè)集群效 應,同時利用沃土計劃和開發(fā)者社區(qū),挖掘、培養(yǎng)、吸引更多的人才參與進鯤鵬生態(tài)建設。
除華為自身“賽道”外,優(yōu)秀的 ISV 和合作整機廠商一起參與,推動鯤鵬計算產(chǎn)業(yè)的發(fā) 展。具體的鯤鵬計算產(chǎn)業(yè)的伙伴企業(yè)包括:
操作系統(tǒng):誠邁科技、中國軟件;
服務器/pc:拓維信息、神州數(shù)碼、東華軟件
集成服務:太極股份、常山北明;
應用服務:用友網(wǎng)絡、金山辦公、神州信息
信息安全:北信源;
大數(shù)據(jù):美亞柏科、東方國信、易華錄;
中間件:東方通、寶蘭德等
鯤鵬生態(tài)建設獲各地政府支持,迎來小高潮。 自 2019 年 7 月華為和廈門市簽訂了鯤鵬生 態(tài)基地和超算中心協(xié)議拉開政府共建生態(tài)大幕,近 20 個省市先后與華為簽訂不同類型的合作 協(xié)議,涉及多家合作伙伴企業(yè)。獲取政府支持和背書后,鯤鵬計算產(chǎn)業(yè)獲一良好開局。
發(fā)展計劃&舉措:三步走定調(diào)產(chǎn)業(yè)發(fā)展節(jié)奏,三類”玩家”共推生態(tài)成熟
三步走完成從產(chǎn)業(yè)試點到全產(chǎn)業(yè)鏈打通過程,螺旋上升路徑實現(xiàn)創(chuàng)新路上的持續(xù)正反饋。 根據(jù)《鯤鵬計算產(chǎn)業(yè)白皮書》的規(guī)劃,鯤鵬產(chǎn)業(yè)計劃先在包括政務、電信、金融和互聯(lián)網(wǎng)等重點行業(yè)豎立典型場景,打造標桿項目;后逐步擴展行業(yè)覆蓋范圍,利用技術優(yōu)勢推進各行業(yè)數(shù)字化業(yè)務的發(fā)展;最后實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈打通,構筑基于鯤鵬服務器的完整生態(tài)。因而,在現(xiàn)處的第一階段,鯤鵬產(chǎn)業(yè)需要先根據(jù)試點行業(yè)用戶需求,孵化和完善面向行業(yè)的應用,打開產(chǎn)業(yè)空間,實現(xiàn)應用與需求的對接,通過商業(yè)化推廣促進產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的持續(xù)創(chuàng)新,形成螺旋上升式 發(fā)展路徑,逐步擴大產(chǎn)業(yè)影響力和受眾覆蓋范圍。
開發(fā)、開源、互利為產(chǎn)業(yè)發(fā)展主基調(diào),三類角色共同推進鯤鵬產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展 。在主基調(diào)下,三類角色不可或缺。1、獨立軟件開發(fā)商等合作伙伴,他們基于鯤鵬處理器開發(fā)或適配解決方 案、應用軟件等產(chǎn)品,例如操作系統(tǒng)、中間件、行業(yè)應用等;2、基于鯤鵬體系的開發(fā)者,即 參與開源社區(qū)建立,利用鯤鵬體系下的開源代碼進行應用開發(fā)的公司或個人;3、客戶,需要更強算力或數(shù)據(jù)資源來支撐現(xiàn)有業(yè)務的發(fā)展。上述三種角色既受益鯤鵬產(chǎn)業(yè)的生態(tài)資源,又推動產(chǎn)業(yè)生態(tài)的發(fā)展與成熟。因此,我們認為只有像華為這樣國內(nèi)科技產(chǎn)業(yè)巨頭,才有能力聚集 三類角色”玩家”,共同推進“新”計算生態(tài)的創(chuàng)立與成熟。
建立標準和開發(fā)者體系,針對硬件、基礎軟件和應用推出不同舉措,借助產(chǎn)業(yè)政策,推動生態(tài)建立 ?,F(xiàn)階段我國的 IT 對美國平臺具有諸多依賴,以至于國內(nèi)硬件廠商凈利潤率整體偏低。為了改變現(xiàn)有生態(tài)格局,推進鯤鵬產(chǎn)業(yè)發(fā)展,華為在《鯤鵬計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》中對硬件、軟件、應用等領域現(xiàn)狀提出改進方法,包括開發(fā)處理器和 PC 主板、建立開源社區(qū)、開 放 OS 源碼等。同時提出建立產(chǎn)品標準體系、人才培養(yǎng)體系和產(chǎn)業(yè)政策,解決缺人才,缺通行 標準、缺聯(lián)盟效應的問題。
空間:鯤鵬千億級產(chǎn)業(yè)規(guī)模,軟硬件廠商都將參與
IDC 預測 2023 年中國計算產(chǎn)業(yè)投資空間占全球 10%,約 7000 億人民幣,我們預測 2023 年華為鯤鵬產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模近 1900 億元,是市場重要發(fā)展動力。 正如前文所言,數(shù)據(jù)爆炸式增長、處理器進入“后摩爾時代”推動新技術、新計算架構的探索,催化新的計算產(chǎn)業(yè)鏈條和新的生態(tài)體系及 ISV 廠商。根據(jù) IDC 預測,全球計算產(chǎn)業(yè)投資空間預計到 2023 年實現(xiàn) 1.14 萬 億美元,而中國市場作為全球產(chǎn)業(yè)的主要推動力,約占全球 10%,近 1043 億美元,即 7301 億人民幣。
構成的鯤鵬計算產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模細拆:鯤鵬服務器市場 500 億+鯤鵬 PC 市場 390 億+其余 計算產(chǎn)業(yè)配套軟件和應用市場 1000 億=1890 億。
我們預測 2023 年鯤鵬服務器的市場空間約 500 億,包含鯤鵬主板和處理器的市場空間約 200 億。 1)2019 年 Q1-Q3 的中國 X86 服務器出貨量約 224 萬臺,預測 2019 年全年出貨量為 300 萬臺。根據(jù)中國 X86 服務器市場過去 6 年的數(shù)據(jù)(CAGR 為 10.7%),我們預測 20-23 年 服務器每年出貨量增速約為 11%,因此預測 2023 年中國通用服務器的出貨量約 400 萬臺。2) 考慮 IDC 數(shù)據(jù),互聯(lián)網(wǎng)廠商采購服務器占比在 16 年超過 33%,推測 2023 年市占達到 40%,考慮互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)服務器采購需求多為高性價比的服務器,暫時不是鯤鵬的主要客戶范圍。因此我們認為鯤鵬服務器前 3 年的市場是由政府、八大行業(yè)為主的剩余 60%服務器市場。預測市 占率可在 23 年達到 40%,則鯤鵬服務器出貨量約為 100 萬臺;3)參考目前華為 X86 服務器 均價約 4-5 萬,我們預測鯤鵬服務器定價約為 5 萬/臺,故 2023 年鯤鵬服務器市場空間為 500 億,CPU 和主板占銷售額的 40%,即 200 億空間。
我們預測 2023 年鯤鵬計算產(chǎn)業(yè)中 PC 的市場規(guī)模約為 390 億,出貨量約 780 萬臺。 1) 考慮過去 5 年 PC 出貨量和 PC 終端總量變動關系看,我國 PC 銷售進入存量市場,即更新?lián)Q 代為主要需求。我們預測未來 3 年 PC 銷售約為每年 5000 萬臺,故更新?lián)Q代率為 5000/28000=17.85%。考慮我國信創(chuàng)戰(zhàn)略和公務更換需求,我們預測公務 PC 的更新替換率為 20%。2)目前我國財政供養(yǎng)人員總數(shù)為 5000 萬人,按人均 0.9 臺的公務 PC 比例算,全部公 務 PC 數(shù)量為 4500 萬臺??紤]每年 20%的替換率和鯤鵬 PC80%的市占率,則每年鯤鵬公務 PC 出貨量為 720 萬臺,公務 PC 單價約為 5000 元/臺。3)目前華為和榮耀電腦在筆記本端的市占 率為 13.9%(均為消費者市場) ,假設 2023 年筆記本電腦占 PC 市場的 40%(2018 年上半年全 球筆記本電腦出貨量是全球 PC 出貨量的 34.1%,其中消費者 PC 占比約為 40%),華為旗下筆 記本市占率于 2023 年升至 15%(消費者市場),其中鯤鵬 CPU 出貨占比為 50%,則消費者市 場部分的出貨量為 60 萬臺,消費級 PC 單價約為 5000 元/臺。4)合計 720*0.5+60*0.5=390 億 市場。
我們預測 2023 年鯤鵬計算產(chǎn)業(yè)中配套軟件與應用生態(tài)的空間約 1000 億元。 參考 IDC 對 計算產(chǎn)業(yè)的投資預測,服務器及部件的投資約占產(chǎn)業(yè)總投資額的 30%,因而我們預測鯤鵬計 算產(chǎn)業(yè)中配套軟件與應用生態(tài)的空間是鯤鵬服務器市場空間的 2 倍,即 1000 億元。
華為:聚焦算力、賦能伙伴、共建計算產(chǎn)業(yè),前期注 重打造生態(tài)標桿項目
華為自身定位明晰,聚焦算力、賦能伙伴、共建計算產(chǎn)業(yè)。即核心聚焦處理器研發(fā),推廣數(shù)據(jù)庫、公有云的覆蓋范圍,提供服務器端和 IOT 端的操作系統(tǒng) 。早期注重生態(tài)標桿項目建設和產(chǎn)業(yè)鏈的正反饋,后期逐步實現(xiàn)硬件開放、軟件開源,進一步讓利于生態(tài)內(nèi)的合作伙伴。根據(jù)華為在多場合就鯤鵬產(chǎn)業(yè)發(fā)言內(nèi)容看,商用處理器(移動端麒麟、商用端鯤鵬、昇騰)、數(shù)據(jù)庫、華為云、操作系統(tǒng)(鴻蒙和歐拉)、存儲是公司重點聚焦的領域,中間件、PC 操作系統(tǒng)、行業(yè)應用等軟件市場將全面開放給生態(tài)伙伴??紤]到鯤鵬生態(tài)的初建,公司會利用泰山系列服務器為鯤鵬 CPU 在計算場景的多元化利用樹立標桿。即前期會利用自己的硬件能力,對 外提供主板、部件、模組等一系列產(chǎn)品支持合作伙伴生產(chǎn)服務器或 PC,拉住第一批 ISV 廠商,構建全產(chǎn)業(yè)鏈架構,保證發(fā)展初期產(chǎn)業(yè)鏈的完備和可持續(xù)發(fā)展。后期待生態(tài)逐步完備成熟,華 為會陸續(xù)退出服務要求高、專業(yè)性強的領域,進行進一步的產(chǎn)業(yè)聚焦。
芯片:“鯤鵬”、“昇騰”提供算力,多年積累打造鯤鵬產(chǎn)業(yè)核心
長期投入,基于 ArmV8 架構開發(fā)最新“鯤鵬”處理器,自研架構開發(fā)“昇騰”AI 處理 器。 華為采用長期投入、全面布局的戰(zhàn)略圍繞鯤鵬處理器打造了 “算、存、傳、管、智”五 個子系統(tǒng)的芯片族。經(jīng)歷十幾年的研究,推出商用處理器鯤鵬、AI 處理器昇騰、手機 SOC 麒麟芯片、以及一系列專用處理器。公司根據(jù)“量產(chǎn)一代、研發(fā)一代、規(guī)劃一代”的研發(fā)節(jié)奏,圍繞生態(tài)建設需求和應用場景,對鯤鵬處理器進行指令集和微架構的兼容設計,兼容全球 ARM 生態(tài),實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)間的相互促進與發(fā)展。
鯤鵬 920 實現(xiàn) ARM 架構業(yè)界性能最強,集成四大結構于單一封裝。 華為 2019 年 1 月對 外發(fā)布鯤鵬 920 處理器,鯤鵬 920 采用最先進的 7nm 工藝,集成 64 個核心。通過優(yōu)化分支預 測算法,增加 OP 單元數(shù)量并進一步改進內(nèi)存子系統(tǒng)架構,整合 8 通道的內(nèi)存控制器,提升處 理器性能,使得帶寬增加幅度達 48%。在 SPECint 基準測試中,鯤鵬服務器測試得分超過 930, 超行業(yè)基準 25%,同時電力效率高同業(yè) 30%,實現(xiàn)更強性能的同時降低功耗。此外,鯤鵬芯 片中集成了傳統(tǒng)計算芯片的四大結構,包括網(wǎng)絡、存儲、主控芯片和 CPU 于單一封裝中。
對標 Intel 服務器級芯片 XEON-8180,48 核數(shù)據(jù)跑平,功耗低 20%。 鯤鵬 920 處理器是 專為大數(shù)據(jù)處理和分布式存儲等應用場景設計,因而應用場景與 INTEL“至強”(XEON)類似。鯤鵬 920(Hi1620)包括 32、48 和 64 核。在 SPEC 測試中,48 核的鯤鵬 920 與 IntelXEON8180 的性能相當,而 64 核的測試性能要優(yōu)于 XEON8180。且 48 核的鯤鵬功耗為 150W 低于 XEON8180 的 205W。此外,進一步對比內(nèi)存等指標和集成網(wǎng)卡等特點,鯤鵬 920 在海量存儲 的應用場景中更有優(yōu)勢。
昇騰 310 和昇騰 910 兩款 AI 芯片拉開華為 AI 處理器產(chǎn)品之路 。華為基于自研的達芬 奇框架,推出用于邊緣計算和低功耗場景下的昇騰 310 和主打訓練和高效計算的昇騰 910。具 體來看,基于典型配置的昇騰 310,在八位整數(shù)精度(INT8)下的性能達到 16TOPS,16 位浮 點數(shù)(FP16)下的性能達到 8 TFLOPS,而其功耗僅為 8W;昇騰 910 在八位整數(shù)精度(INT8) 下的性能達到 512TOPS,16 位浮點數(shù)(FP16)下的性能達到 256 TFLOPS,是英偉達 V100 Gpu 的 2 倍。
“昇騰 910”是已發(fā)布的單芯片計算密度最大的 AI 芯片,單片執(zhí)行速度超過同期 AI 芯片。 910 除了基于達芬奇架構的 AI 核外,昇騰 910 還集成了多個 CPU、DVPP 和任務調(diào)度器 (Task Scheduler),因而具有自我管理能力,可以充分發(fā)揮其高算力的優(yōu)勢。其制程采用的是 7nm+技術,16 位浮點下的單片計算速度為 256 TFLOPS,高于目前谷歌 TPU3.0 的 90T 和英偉 達 V100 的 120T。
基于“昇騰 910” AI 芯片,推出超強算力的 Atlas 900 AI 訓練集群。 華為通過數(shù)千顆昇 騰 910 互聯(lián)構成 Atlas 900 AI 訓練集群,通過部署大規(guī)模分布式 AI 集群環(huán)境來提高神經(jīng)網(wǎng)絡 訓練系統(tǒng)的浮點計算能力,而每顆昇騰 910 AI 處理器內(nèi)置 32 個達芬奇 AI Core,使得單芯片 提供比業(yè)界高一倍的算力(256TFLOPS@FP16),促使Atlas900訓練集群總算力達到256P~1024P FLOPS @FP16,相當于 50 萬臺 PC 的計算能力。目前,華為已在華為云上部署了一個集聚 1024 顆 910 的 Atlas 900 AI 訓練集群,基于當前最典型的“ResNet-50 v1.5 模型”和“ ImageNet-1k 數(shù) 據(jù)集”,Atlas 900AI 訓練集群只需 59.8 秒就可完成訓練,排名全球第一。
服務器&PC:前期利用泰山服務器豎立標桿,后續(xù)主要提供主板和部件支持整機廠
基于“鯤鵬 920” 芯片,推出三款泰山服務器。 華為 2019 年 1 月,基于鯤鵬 920 芯片,推出面向大數(shù)據(jù)、分布式存儲、 ARM 生態(tài)和高性能計算等應用需求的三款泰山 2280(均衡型)、 泰山 5280(存儲型)、泰山 X6000(高密度)服務器。
開發(fā)主板,后續(xù)提供主板支持整機廠進行自研服務器和 PC 。華為計劃在 2019Q4 起逐 步開放基于標準規(guī)范的服務器主板和 PC 主板,幫助整機廠商快速開發(fā)基于鯤鵬處理器的服務器和 PC 等產(chǎn)品,降低系統(tǒng)設計和開發(fā)難度,縮短產(chǎn)品上市時間。此外,華為也在多場合表示, 華為開發(fā) TaiShan 服務器的根本目的是立標桿,使能產(chǎn)業(yè)鏈早期可以順利推進。條件成熟時, 華為會逐步停止 TaiShan 服務器銷售業(yè)務,轉(zhuǎn)為以主板和部件等方式全面支持和服務更多整 機廠商共同發(fā)展。
不做 PC 整機,和整機廠合作開發(fā)自研品牌 PC。 在華為與山西百信聯(lián)合主辦的鯤鵬計 算產(chǎn)業(yè)發(fā)展峰會上,山西百信展示了基于華為鯤鵬構架自研的“太行 220s”臺式機樣機和“恒 山”服務器。其中“太行 220s”臺式機采用基于華為鯤鵬 920S 開發(fā)的辦公應用型主板,搭載 1 個鯤鵬 920 處理器(4/8 核,2.6Ghz),擁有 6 個 SATA 3.0 硬盤接口,支持 2 個 M.2 SSD 插槽, 擁有 4 個 DDR4-2400 UDIMM 插槽,最大容量 64GB。此外華為集團高級副總裁張順茂接受采 訪時表示,“華為確實為國產(chǎn)臺式機提供芯片,型號為鯤鵬 920S;我們只提供臺式機芯片,不 做整機?!?/p>
多家關于鯤鵬服務器的整機合作已落地,鯤鵬服務器產(chǎn)能預計將在 20 年下半年開始釋放。從一系列合作和公司態(tài)度看,華為未來將退出服務器整機廠的定位,轉(zhuǎn)型為核心零部件 廠商。由合作的整機廠為市場提供終端產(chǎn)品。
存儲:多品類布局,中高端市場發(fā)力
2019 年上半年,華為存儲位列中國存儲市場份額第一,中國全閃存、高端存儲、中端 存儲市場份額第一。 華為自 2012 年起開始推出面向企業(yè)的存儲產(chǎn)品,已服務于全球 150 多個 國家的超過 8000 家客戶,已連續(xù)兩年成為 Gartner 通用存儲陣列魔力四象限領導者。根據(jù) IDC 的報告,在 2019 年上半年,華為存儲以 21.1%獲中國市占率第一。具體看在我國存儲市場占 據(jù) 31.9%的軟件定義存儲控制器存儲軟件市場的主要引導者是華為。
存儲產(chǎn)品分為四大類型,包括全閃存存儲、混合閃陣列、云存儲、數(shù)據(jù)管理,存儲產(chǎn)品收入持續(xù)上升。 華為存儲產(chǎn)品主攻中高端企業(yè)市場,通過自研智能芯片、Flashlink 智能 算法加持、NVMe 框架等支持多控制器等技術實現(xiàn)中高端智能存儲需求,滿足大型數(shù)據(jù)庫、 數(shù)據(jù)分析等大型企業(yè)客戶需求。根據(jù) IDC 數(shù)據(jù),華為存儲收入持續(xù)上升,2019 年上半年華 為存儲在中國市場收入同比增長 35.5%,占據(jù)中國市場份額第一名,高于第二名兩倍。
操作系統(tǒng):開源歐拉 OS+鴻蒙 OS,打造服務器與 IOT 的生態(tài)基礎
歐拉 OS 是華為面向企業(yè)級通用服務器推出的操作系統(tǒng)軟件,鴻蒙 OS 面向多款智能終 端。
歐拉 OS 全面支持鯤鵬服務器,現(xiàn)在是支持泰山服務器的操作系統(tǒng)之一 。歐拉 OS 是 基于開源技術的開放的企業(yè)級 Linux 操作系統(tǒng)軟件,歐拉 OS 基于 cent OS 穩(wěn)定版本,集成 類先進的 Linux 技術,在系統(tǒng)性能、安全性、可靠性以及容器技術等方面實現(xiàn)技術增強。歐 拉 OS 在鯤鵬服務器應用中具有多重優(yōu)勢:1、支持多核并發(fā)能力,首次在鯤鵬處理器架構 內(nèi)實現(xiàn)內(nèi)核熱補??;2、通過鯤鵬處理器的關鍵特性使能,實現(xiàn)了核心業(yè)務場景性能突破, 并在 Linux 內(nèi)核、虛擬化、GCC、OpenJDK 及 Docker 等開源社區(qū)持續(xù)貢獻,催熟產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
開源歐拉 OS,聯(lián)合伙伴企業(yè)成立開源社區(qū),打造開源歐拉生態(tài)。 2019 年 9 月華為宣布 將歐拉 OS 正式開源,同時宣布與深之度、中標麒麟、普華軟件等公司聯(lián)合推出 OpenEuler 開源社區(qū)。OpenEuler 定位為面向全球的操作系統(tǒng)開源社區(qū),華為通過發(fā)布社區(qū)操作系統(tǒng)版 本實現(xiàn)技術共享,商業(yè)發(fā)行商可對 OS 進行二次開發(fā),個人、企業(yè)等也可直接使用社區(qū)版 OS。
鴻蒙 OS 是華為為智能終端打造的核心操作系統(tǒng),是華為 IOT 生態(tài)建設的基礎。 華為 自 17 年起開發(fā)鴻蒙內(nèi)核,并在 2019 年基于智慧屏產(chǎn)品推出開源框架和核心自研模塊的鴻 蒙 OS 1.0。預計 2020 年推出鴻蒙 OS2.0,將采用微內(nèi)核框架、支持多語言統(tǒng)一編譯,并在 手表/手環(huán)/車機等產(chǎn)品中使用。后續(xù),將進一步對鴻蒙 OS 進行升級開發(fā),致力于將其廣泛 運用在 IOT 中。
鴻蒙 OS 具有全場景、分布式、微內(nèi)核和跨終端的四點特征?,F(xiàn)階段支持 Linux 內(nèi)核、 鴻蒙微內(nèi)核、LiteOS 等多款內(nèi)核,未來會統(tǒng)一基于鴻蒙微內(nèi)核。 全場景:基于分布式管理 實現(xiàn)調(diào)度和虛擬外設,實現(xiàn)跨終端的無縫使用;分布式:基于確定時延引擎和高性能 PIC技術,實現(xiàn)系統(tǒng)高性能;微內(nèi)核:基于全新設計,實現(xiàn)最基本的應用和核內(nèi)安全,核外提供系統(tǒng)及其余應用服務;跨終端:基于統(tǒng)一的 IDE 環(huán)境實現(xiàn)一次開發(fā),多端受用,實現(xiàn)應 用跨終端共享。
應用數(shù)量決定鴻蒙 OS 后續(xù)發(fā)展前景,HMS 助力鴻蒙 OS 發(fā)展。 為推動華為 HMS 生態(tài) 發(fā)展,華為將全面開放 HMS,同時公布 10 億美金的耀星計劃,計劃在全球舉辦超過 100 場活動,鼓勵全球開發(fā)者加入華為 HMS 生態(tài)。截至 2020 年 2 月華為全球注冊開發(fā)者已經(jīng) 超過 130 萬,全球接入 HMS Core 的應用數(shù)量超過 5.5 萬款。隨著華為手機、PC、可穿戴設 備銷售量和市占率的逐年上升,尤其是華為手機全球市占率超 13%,是 HMS 推廣的機遇。待鴻蒙 OS 的待適配條件成熟后,可直接將 HMS 生態(tài)下的應用直接遷移至以鴻蒙 OS 為操 作系統(tǒng)的手機上,實現(xiàn)華為手機全自有配置,也可提升鴻蒙 OS 的適用性和使用感。
數(shù)據(jù)庫:分布式數(shù)據(jù)庫,支持 X86 和 ARM 雙框架
GaussDB 為企業(yè)級、具有 AI 性能的分布式數(shù)據(jù)庫。 華為 GaussDB 是一個企業(yè)級 AI-Native 分布式數(shù)據(jù),采用 MPP(Massive Parallel Processing)架構,支持行存儲與列存儲, 提供 PB(Petabyte,2 的 50 次方字節(jié))級別數(shù)據(jù)量的處理能力。可以為超大規(guī)模數(shù)據(jù)管理提供 高性價比的通用計算平臺,也可用于支撐各類數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)、BI(Business Intelligence)系統(tǒng) 和決策支持系統(tǒng),為上層應用的決策分析提供服務。
經(jīng)歷自用、產(chǎn)品、創(chuàng)業(yè)化三階段,華為數(shù)據(jù)庫正式面向全行業(yè)。 華為從 2001 年底開始 進入數(shù)據(jù)庫領域,歷經(jīng)20年發(fā)展,于19年正式對外發(fā)布企業(yè)級分布式數(shù)據(jù)庫——GaussDB。第一階段(2001-2011):聚焦電信行業(yè),圍繞公司的電信業(yè)務展開,研發(fā)的分布式內(nèi)存數(shù)據(jù) 庫,主要為了在電信領域里面滿足在線計費業(yè)務的需要;第二階段(2011-2019):成立實驗室,進入產(chǎn)品化研發(fā)階段。期間分別通過和工商銀行、招商銀行聯(lián)合創(chuàng)新,分別推出了企業(yè)級的分布式 OLAP 數(shù)據(jù)庫、分布式 OLTP 數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品;第三階段(2019-未來):正式對外發(fā)布企業(yè)級分布式數(shù)據(jù)庫,進入產(chǎn)業(yè)化階段。該階段內(nèi)華為將攜手產(chǎn)業(yè)合作伙伴共同打造開放繁榮的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)業(yè)生態(tài)。例如,在金融領域,華為攜手神州信息針對銀行推出一體化解決方案,覆蓋芯片到服務器到操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫到應用,再到全棧自主研發(fā)的解決方案, 滿足銀行自主可控需求。
高可靠、高性能和高擴展為 GaussDB 核心優(yōu)勢,其中 ARM/X86 通用意在瞄準國內(nèi)替 換市場。 華為 GaussDB 的高可靠性表現(xiàn)在全組件 HA,無單點故障。即數(shù)據(jù)節(jié)點采用 HA +Handoff 技術,協(xié)調(diào)節(jié)點多活。擴容業(yè)務不中斷。擴容過程中支持數(shù)據(jù)增、刪、改、查, 及 DDL 操作;由于全并行計算,行列混存+向量化執(zhí)行,因而實現(xiàn)萬億數(shù)據(jù)關聯(lián)分析秒級 響應;并行 Bulk Load,數(shù)據(jù)快速入庫體現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的高性能;數(shù)據(jù)庫采用 Shared-nothing 架 構,具備超強的 Scale-out 橫向擴展能力,可擴展至 2048 節(jié)點;可通用 X86/ARM 架構,擴 容成本低。
GaussDB-OLTP (事務性數(shù)據(jù)庫)是基于電信計費領域規(guī)模商用的自研內(nèi)存數(shù)據(jù)庫進 行全面改造。 支持 x86 和華為 Kunpeng 硬件架構,基于創(chuàng)新性數(shù)據(jù)庫內(nèi)核,提供高并發(fā)事務實時處理能力和分布式高擴展能力,用于支撐金融、政府、電信等行業(yè)核心關鍵系統(tǒng)。支持單機、主備、分布式等主流部署方式。目前 GaussDB-OLTP 數(shù)據(jù)庫在基于華為 Kunpeng 硬件架構的 16 節(jié)點的 TPC-C 標準測試中,性能達到千萬級 tpmC。根據(jù)測試情況,GaussDB -OLTP 展現(xiàn)四點特性高可用、高性能、高擴展和兼容性。
GaussDB-OLAP(分析型數(shù)據(jù)庫)是 2011 年開始預研,之后基于 PostgreSQL 9.2.4 進 行全面改造,目前已經(jīng)形成完整自研內(nèi)核。 GaussDB OLAP 是可進行大規(guī)模并行處理的分布 式數(shù)據(jù)庫,支持行列混合存儲以及線程化,能夠支持高達 2048 節(jié)點的集群規(guī)模(已經(jīng)通過信 通院的 512 節(jié)點認證)。數(shù)據(jù)庫內(nèi)核三大引擎中,優(yōu)化器(含 SQL 解析和 SQL 優(yōu)化)、執(zhí)行引 擎、存儲引擎,除了 SQL 解析部分,其他都已重構。作為企業(yè)級分布式數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品,GaussDB OLAP 數(shù)據(jù)庫還提供了包括運維管理、開發(fā)工具、遷移工具、數(shù)據(jù)復制工具等五大完整工具 集。由于數(shù)據(jù)庫主要面向 OLAP 場景,支持 MPP(大規(guī)模并行處理)分布式部署方式,故而產(chǎn)品特點具有高可用、高性能、高擴展、數(shù)據(jù)融合、計算融合、數(shù)據(jù)安全等特性。
數(shù)據(jù)庫的生態(tài)體系和迭代進度決定產(chǎn)品后續(xù)發(fā)展。 Oracle 數(shù)據(jù)庫的壟斷地位是隨著 WINTEL 體系在 PC 時代逐步建立的,而 AWS 數(shù)據(jù)庫則是依托云計算和互聯(lián)網(wǎng)公司對數(shù)據(jù) 庫的需求逐步推廣使用的。華為 Gauss 數(shù)據(jù)庫隨著華為鯤鵬產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的華為 IT 架構發(fā) 展,容易形成整體耦合性進而有望逐步被推廣使用。對比三款數(shù)據(jù)庫的使用架構看,Oracle 和 AWS 仍主要支持 X86,而 Gauss 可以支持 X86、ARM 等異構場景,可適用于更多的計 算場景。從現(xiàn)階段的客戶看,Oracle 客戶多為傳統(tǒng)大型企業(yè),AWS 以互聯(lián)網(wǎng)公司為主,Gauss目前主要在銀行、電信等行業(yè)存在用戶,客戶數(shù)量存在劣勢。隨著鯤鵬體系的推廣和客戶數(shù)量的增多,客戶反饋的加速,Gauss 的迭代和優(yōu)化進程有望加速。因此,我們認為鯤鵬體 系和 Gauss 數(shù)據(jù)庫發(fā)展為相輔相成的關系,隨著產(chǎn)業(yè)生態(tài)進一步發(fā)展,Gauss 的用戶也有望 隨之增加。
華為云:多元架構,具備多核高并發(fā)能力
華為云鯤鵬云服務是具備多核高并發(fā)能力、提供多元架構、支持混合云模式的云計算平臺。 華為云基于鯤鵬處理器的云服務最多可支持 128 個物理核,10 倍提升 ARM 原生應 用的高并發(fā)處理性能,可同時兼容 X86 與鯤鵬架構,擁有全?;旌显平鉀Q方案。在 AI、大 數(shù)據(jù)、HPC 等場景下,可以提供多元算力,支持移動端應用無縫平滑上云,也可以通過云 聯(lián)邦混合云聯(lián)接華為公有云的全量服務,滿足全行業(yè)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求。
四大鯤鵬基礎云服務、全?;旌显迫A為云 Stack8.0 助力企業(yè)上云。 目前華為云已發(fā)布 五款鯤鵬云基礎服務,包括鯤鵬裸金屬服務器(BMS)、鯤鵬彈性云服務器(ECS)、鯤鵬云 容器引擎(CCE、CCI)、鯤鵬云手機服務(CloudPhone),具有多核算力、高性價比、端云 協(xié)同、生態(tài)豐富等優(yōu)勢。此外,2019 年 9 月華為云還發(fā)布了基于鯤鵬處理器的全棧混合云 解決方案華為云 Stack 8.0,具有“X86+鯤鵬”雙架構、“云上+本地”雙平臺, 公有云、私 有云統(tǒng)一架構等特性,實現(xiàn)將應用數(shù)據(jù)部署在線下的私有云、需求部署在公有云的平臺上的 多場景協(xié)同、“一個企業(yè)一朵云”的混合云交付模式;用戶也能夠?qū)崿F(xiàn) X86 和鯤鵬體系的混 合部署,實現(xiàn)無縫連接。
天時地利人和助推鯤鵬產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展
計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受益于 IT 技術的革新,受制于軟硬件高耦合性帶來平臺霸權。我們認為鯤鵬計算產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在正處天時地利人和助推階段,受益云計算帶來的技術變革、享受開源 計劃的助力、擁有千億市場和人才的儲備,看好產(chǎn)業(yè)后續(xù)在八大重點行業(yè)的發(fā)展與擴張。
天時:云計算發(fā)展顛覆 PC 時代對單機性能的追求,開源計劃興起助力打破壟斷
云計算帶來 IT 時代新變革,削弱軟硬件高度耦合影響,開源軟件實現(xiàn)定制需求 。在傳 統(tǒng) PC 配置中,企業(yè)級 IT 服務受制于安迪比爾定律,需先購置一批高價軟硬件和配備專業(yè) 的 IT 技術人員維護,后方可開展業(yè)務。且由于各軟件對運行環(huán)境的不同,致使容易存在兼 容性問題。而云計算的出現(xiàn)則利于削弱兼容性和高度耦合問題,滿足企業(yè) IT 需求的同時削弱投入成本,打破數(shù)據(jù)與應用孤島。此外,互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)利用開源定制化軟件降低成本,推 動開源計劃興起,實現(xiàn)開源基礎軟件在云計算時代市占率上升。
云計算下分布式計算和存儲削弱終端性能,國產(chǎn) CPU 進入云產(chǎn)業(yè)成為可能。 服務器作為云計算數(shù)據(jù)中心最重要的硬件需求,不似之前企業(yè)級高性能通用型服務器需求,云廠商的主要采購需求是高性價比定制型服務器。分布式存儲與計算的優(yōu)勢使得擁有驚人計算和存儲能力的華為云、阿里云等云廠商采購的多數(shù)是性能較為低端的 X86 服務器,單個芯片 或單臺性能不成為被追求的目標,疊加“后摩爾時代”的到來,國產(chǎn) CPU 的同期性能雖低 于 Intel 同期產(chǎn)品,但云計算造成單機性能需求降低,國產(chǎn) CPU 進入 IT 系統(tǒng)成為可能。
云計算數(shù)據(jù)處理與存儲中心化,帶動后端硬件集中度上升。硬件廠商捆綁云廠商,穩(wěn)定在云時代的市占率與出貨量。 對比傳統(tǒng) IT 架構下由一個個 PC 終端構建的硬軟件生態(tài)體 系,云計算帶來的算力與存儲需求集中導致 IT 產(chǎn)業(yè)從個體消費級需求往企業(yè)級市場轉(zhuǎn)變。具體來看:1.全球 IT 基礎設施采購量逐步向云計算廠商集中,云廠商的 CAPEX 很大程度上 影響硬件銷售情況和迭代需求;2.硬件類型從高性能商業(yè)通用型向高性價比定制型轉(zhuǎn)變,云 廠商采購的 IT 基礎設施的集中度高于傳統(tǒng)消費型市場。因而與云廠商捆綁將助于硬件廠商 穩(wěn)定市場份額,鯤鵬產(chǎn)業(yè)捆綁華為云,前期穩(wěn)定硬件廠商出貨量,形成產(chǎn)品迭代的正循環(huán)。
云應用提高兼容性,削弱對操作系統(tǒng)、硬件環(huán)境的依賴,打破 Wintel 聯(lián)盟限制。 云計 算條件下的終端應用,是由軟件模式逐步轉(zhuǎn)為通過 WEB 服務方式提供,因而對終端操作系統(tǒng)和處理器性能需求降低。云計算設想的終端條件,是只需要瀏覽器即可運作應用,類似于現(xiàn)階段的小程序等輕量級應用。因而隨著終端應用輕量化,使得應用開發(fā)會一定程度上 擺脫對原有操作系統(tǒng)和硬件生態(tài)的限制,使得 Wintel 聯(lián)盟不攻自破。
Wintel 以外是開源的世界,互聯(lián)網(wǎng)巨頭助力開源計劃。 目前 Wintel 打造的硬軟件生態(tài) 是個人PC時代的信息壟斷,壟斷CPU和基礎軟件行業(yè),即Intel在CPU市場的份額為90.41% (2018),微軟在操作系統(tǒng)市場的份額為 84.89%(2019)。除此以外的市場份額被開源產(chǎn)品占據(jù),例如 ARM 對抗 Intel, Linux 對抗微軟,MySQL 等開源數(shù)據(jù)庫對抗 Oracle。云計算帶來的是軟件和應用的革命,從而進行逆產(chǎn)業(yè)鏈的革新。云廠商掌握者最強算力和技術最新的數(shù)據(jù)中心,因而需要高集成、模塊化、面向應用的硬件設備,這些是傳統(tǒng)品牌商無法提供的,因而 Facebook、阿里巴巴、LinkedIn 先后發(fā)起了硬件開源計劃,通過重新設計硬件 技術,滿足云計算帶來的計算基礎架構更新需求。
華為、阿里的巨頭回補 IT 生態(tài),利用自身需求和影響力吸引開源市場參與者。 目前中 國 IT 建設是基于美國平臺的,造成即使中國 IT 市場的增速成為全球 IT 最主要動力,卻因缺少核心價值產(chǎn)品無法出現(xiàn)類海外的軟硬件巨頭。而在互聯(lián)網(wǎng)、通信行業(yè)領域,我國出現(xiàn)了華為、阿里這樣的萬億公司。他們憑借著多年技術積累,逐步優(yōu)化、迭代開源產(chǎn)品,例如:華為的鯤鵬、昇騰芯片,鴻蒙、歐拉操作系統(tǒng),GauseDB 系列數(shù)據(jù)庫和阿里云的飛天云 計算底層架構、Oceanbase 數(shù)據(jù)庫等。上述巨頭利用龐大的產(chǎn)品體系和自身需求,推動更多 開發(fā)者進入他們的開源體系,通過參與巨頭 IT 生態(tài)的開發(fā)與建立,探索應用或集成以外的 商業(yè)模式。
地利:龐大的終端替換與升級市場,戰(zhàn)略需求下帶來的政策支持
龐大人口和經(jīng)濟體量帶來市場需求,勞動力價格上升加速信息化化進程。 目前中國的GDP 總量和美國差距在縮小,而龐大的人口基數(shù)和智能化產(chǎn)品的普及導致中國 PC 市場占比 維持在 20%以上。隨著中國勞動力價格的上升,工業(yè)發(fā)展持續(xù)進入智能化與信息化升級階 段,利用 IT 技術提高效率需求日益凸顯。因此,整體看我國市場屬全球最大 IT 需求市場之 一,具有龐大的人口和工業(yè)基礎需求,勞動力成本上升帶動 IT 升級需求。
全球信任危機和信息霸權的凸顯,IT 核心自主建設成為戰(zhàn)略需求。 2013 年“棱鏡門”事件暴露了美國利用技術優(yōu)勢監(jiān)控全球互聯(lián)網(wǎng),甚至滲透和攻擊他國關鍵領域服務器的事實。2017 年 5 月,英國、意大利、俄羅斯等多個國家爆發(fā)勒索病毒攻擊,我國大批高校也出現(xiàn)感染 情況,眾多師生的電腦文件被病毒加密,只有支付贖金才能恢復。而 2019 年外部環(huán)境變動, 中國企業(yè)進入名單制裁,遭受芯片停供、IP 授權受限等一系列影響。再到 2020 年 win7 將正式停服等,上述一系列情況都映射出針對我國關鍵信息基礎設施和重要信息系統(tǒng)的信息安全感知能力、防護水平、保障措施和自主可相控能力需要不斷提升,IT 核心完成自主建 設一方面是降低信息安全事件發(fā)生概率,一方面是削弱信息霸權對企業(yè)正常運營的影響。
明確 IT 核心的戰(zhàn)略地位后,國家出臺一系列文件支持、鼓勵建設自有生態(tài)。 國家自 2001年起先后發(fā)布多項重量級政策和文件,自十三五開始多次在重要會議上提及信息創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)業(yè)高度和發(fā)展必要性,并于 2018 年首次發(fā)布國產(chǎn)化信息產(chǎn)品《適配名錄》,常年對處于信息創(chuàng)新鏈的相關企業(yè)提供研發(fā)補助、財政補貼和稅收優(yōu)惠。未來基于外部環(huán)境變動和戰(zhàn)略定位, 信息創(chuàng)新仍將持續(xù)受益政策利好,政策助力黨政和重點行業(yè)對信息創(chuàng)新產(chǎn)品需求上行。
以集成電路基金為代表的國有資金支持自有生態(tài)建立,華為計劃五年內(nèi)投資 30 億扶持鯤 鵬生態(tài)。 新生態(tài)的打造離不開資金支持,2014 年 9 月,由財政部牽頭的國家集成電路產(chǎn)業(yè)大 基金成立,一期募資 1387.2 億,投資方向以 IC 制造為主,具體分布為:集成電路制造 67%, 設計 17%,封測 10%,裝備材料類 6%。之后,我國集成電路產(chǎn)業(yè)取得了良好進展。從產(chǎn)業(yè)整 體來看,根據(jù) CSIA 統(tǒng)計數(shù)據(jù),2015 年我國集成電路銷售額達到了 3610 億元,完成了原先指 引的 3500 億元目標。晶圓制造方面,中芯國際、華力二期 28nm 芯片生產(chǎn)線已經(jīng)開始建設投 產(chǎn),未來將繼續(xù)往 14nm 等先進工藝延伸布局;晶圓封裝方面,國內(nèi)中高端先進封裝的占比已 經(jīng)超過 30%。而國家集成電路二期基金已于 2019 年 10 月 22 日正式注冊成立,注冊資本高達 2041.5 億,預計將繼續(xù)支持我國半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,助力 IT 硬件核心生產(chǎn),或有望促進鯤鵬 計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展。此外,華為自身計劃投資 30 億扶持鯤鵬生態(tài)。
3.3 人和:多年技術積累開啟產(chǎn)業(yè)化進程,沃土計劃、人才培養(yǎng)提供新活力
信息創(chuàng)新建設歷經(jīng) 20 多年發(fā)展,進入產(chǎn)品全面可用階段。 國家自 1999 年開始進入“核 高基”時代后,先后經(jīng)歷去“IOE”、芯片半導體安全可控時代,到現(xiàn)在的全面信息創(chuàng)新時代。經(jīng)歷 20 多年的篳路藍縷后,我國自主研發(fā)的底層芯片如龍芯 CPU、鯤鵬 CPU、海思 CPU;中標麒麟、天津麒麟、深度、UOS 等操作系統(tǒng);人大金倉、武漢達夢數(shù)據(jù)庫等相繼亮相???見現(xiàn)階段我國 IT 核心產(chǎn)業(yè)如基礎軟件和芯片市場均有自研可用產(chǎn)品。
自研產(chǎn)品的單打獨斗無法形成生態(tài),鯤鵬計算產(chǎn)業(yè)的建設則是從市場角度出發(fā)致力聯(lián)合多家 ISV 打造生態(tài)。 正如前文所說 Wintel 體系下的軟硬件高度耦合,在提供框架與兼容性標準的同時也綁架了體系下應用與基礎軟件的開發(fā)。鯤鵬計算產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)則是建立一套基于ARM 的開源生態(tài),提供硬件開放、軟件開源,先通過滿足自用需求,再逐步往重點行業(yè)推廣的策略匯聚全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)質(zhì)企業(yè)一起推動生態(tài)建立與發(fā)展。即在自用需求上完成對產(chǎn)品的初步打 磨,再推入市場加速產(chǎn)品更新與迭代。
中芯國際的技術發(fā)展或?qū)⒊薪硬糠秩A為芯片流片工作,臺積電 7nm 芯片僅包含約 9%的 美國技術受限概率低。 華為鯤鵬產(chǎn)業(yè)基礎是鯤鵬+昇騰兩大芯片,因而在外部環(huán)境影響下,市 場對流片環(huán)節(jié)的擔憂更甚。我們認為一方面是外部環(huán)境緩解,華為再獲 90 天延期許可,趁此 機會華為可以提前備貨,例如華為在2018年的財報中的存貨達到965.45億元,同比增長33.44%;另一方面美方對“美國最低含量標準”最低限在 10%左右,根據(jù)路透社報道稱臺積電內(nèi)部評 估,臺積電 7nm 及以下制程源自美國技術含量不到 10%,而最新的鯤鵬 920 芯片和昇騰 910 芯片均采用 7nm 工藝制程,因而可繼續(xù)供貨。此外,對于 14nm 制程,臺積電評估美國技術 含量在 15%以上或?qū)⑹芟?,但中芯國際已宣布可流片 14nm 制程芯片(包含改進 12nm 技術) 實現(xiàn)量產(chǎn),并將于 2021 年正式出貨。因而需 14nm/12nm 技術流片的華為可與中芯國際合作, 緩解外部限制。
華為沃土 2.0 計劃和教育部招生政策往國家戰(zhàn)略需求傾斜,新鮮優(yōu)質(zhì)人才助推鯤鵬產(chǎn)業(yè)計 算發(fā)展。 華為沃土 2.0 計劃希望通過產(chǎn)品、賦能、聯(lián)盟、社區(qū)和激勵五方面升級和推動鯤鵬生 態(tài)發(fā)展,預計未來 5 年總投資高達 15 億美元。根據(jù)華為副總裁張順茂的講話稱,華為從 2015 年發(fā)布“沃土計劃”至今已吸引超過 130 萬開發(fā)者和 14000 家 ISV 加入,希望通過“沃土計 劃 2.0”將開發(fā)者數(shù)量在未來 5 年內(nèi)增加至 500 萬。同時他透露未來“沃土計劃”還將細分為高校教研扶持計劃、開發(fā)人員成長計劃、初創(chuàng)企業(yè)扶持計劃和合作伙伴發(fā)展計劃針對開發(fā)者的不同階段,“沃土計劃 2.0”的激勵基金分別設有學習成長基金、產(chǎn)品開發(fā)基金和市場發(fā)展基 金。此外,在 2020 年高考政策提出強基計劃,強調(diào)選拔志于服務國家重大戰(zhàn)略需求且綜合素質(zhì)優(yōu)秀或基礎學科拔尖的學生,重點在在數(shù)學、物理、化學、生物及歷史、哲學、古文字學等相關基礎專業(yè)招生;2020 年國家研究生計劃增量的前提下,提出將增額重點投向臨床醫(yī)學、集成電路、人工智能等高層次的應用型人才。因此,我們認為新鮮優(yōu)質(zhì)人才的招募和集成電路、 人工智能等高尖端專業(yè)人才數(shù)量的增加,是發(fā)展我國 IT 生態(tài)的重要推動力。
復盤歷史:為何此時看好華為 ARM 服務器發(fā)展
回顧過去 10 年,Intel 處理器基本壟斷了近 250 億美元的服務器處理器市場,市占率持續(xù) 超過 90%。事實上,AMD 旗下皓龍?zhí)幚砥鳎?003 年)曾在服務器市場上占據(jù)了 26%的份額, ARM 陣營也一直在努力服務器 CPU 產(chǎn)品化,但相對保守和求穩(wěn)的服務器市場,使得處理器 的更迭上遠慢于終端 PC 市場。云計算和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展致使互聯(lián)網(wǎng)巨頭對服務器需求快速上漲,商業(yè)利益致使其直接自己設計和定制白牌服務器導致服務器整機市場的重構,之后存在下場設計處理器并再次重構服務器芯片市場的可能。而華為受益手機業(yè)務和云需求,正處引 領打造 ARM 生態(tài)歷史的時點上。
復盤:ARM 服務器 CPU 多年折翼史和新階段
ARM 體系下的服務器 CPU 發(fā)展歷史可大致分為 3 部分,關鍵詞分別為募資失敗、邏輯 與市場的背離、新”玩家”。
第一階段(2008-2013)募資失?。?Arm 參投 Calxeda 公司,計劃研發(fā)處理器,意圖降低數(shù) 據(jù)中心的耗能,并且提高相同空間的計算力密度,首期募資$48M。2011 年 Calxeda 發(fā)布它基 于 A9 的芯片 EnergyCore ECX-1000,該產(chǎn)品管理引擎最強的地方在于功耗管理,可實現(xiàn) 4w 到 1w 動態(tài)調(diào)整,每個節(jié)點的制造成本大約是$28。2013 年因募資失敗,無法繼續(xù) ArmV8 即 A15 芯片研究的時候,Calexda 宣布破產(chǎn),兩輪融資合計$103M。復盤 Calxeda 的失敗,其在 32bitARM 芯片的研發(fā)上花費太多,當?shù)统杀镜姆掌餍酒涮自O計的是昂貴的高密度網(wǎng)絡支 持( 3G 時代),只會增加成本。即設計與現(xiàn)狀配套環(huán)境的不匹配和資金規(guī)劃問題,導致 Calxeda 的失敗。
第二階段(2011-2018)邏輯與市場的背離: 2011 年 Arm 宣布了 64bit 的 Armv8,Applied Micro公布了X-gene的計劃,標志著第二輪ArmV8浪潮的開始。在第二階段中,APM的X-gene, Cavium 的 ThunderX,高通的 Centriq 2400,甚至三星的投入,都是以自研核心、標準設計為 研發(fā)基礎。但 ARM 框架下多廠商的競爭與發(fā)展,導致力量分散,缺少規(guī)模效應,使得性價比 優(yōu)勢并不明顯。此外,Intel 自身就是利用開放的工業(yè)標準的高性價比處理器打敗了所有私有 RISC 處理器,而 ARM 想用更開放的生態(tài)和更高的性價比在缺少軟件生態(tài)的支持下,更開放 的硬件生態(tài)優(yōu)勢并不明顯。 因而,半導體業(yè)界和系統(tǒng)廠商推動 ARM 處理器發(fā)展帶來的邏輯與市場的背離,商業(yè)化發(fā)展需求導致廠商無法長期投資,導致二輪發(fā)展浪潮的終結。
第三階段(2018-至今)新“玩家”:AWS、華為、Ampere 等廠商意圖從云廠商的市場需 求出發(fā),打破 Intel 的壟斷,借助 ARM 框架開發(fā)處理器。 之前高通開發(fā) ARM 芯片意圖也是 寄予低功耗可以降低數(shù)據(jù)中心運營成本的優(yōu)勢,但這條邏輯需要云廠商的采購驗證。而以 AWS、華為為代表的云廠商,自研芯片可直接用于自身云服務,驗證芯片性能的有效性,使得客戶從設計之初便被確定。此外,考慮到 ARM 處理器是需要生態(tài)支持的,鯤鵬計算產(chǎn)業(yè)和 Pelion IoT 平臺的成立,即總結了之前的經(jīng)驗,通過生態(tài)共同建設,推進 ARM 處理器發(fā)展。
ARM 框架優(yōu)勢:低能耗,移動市場的高占比滿足異構性
ARM 架構選擇具有三點顯著優(yōu)勢:低能耗、并發(fā)處理優(yōu)勢和云端同源需求。
1) 低能耗。 由于超/大型數(shù)據(jù)中心的建立往往會受到能耗限制,致使市場對高效率、低成本、低能耗的綠色計算需求越來越強烈,也給綠色計算產(chǎn)業(yè)帶來前所未有的發(fā)展機會?!敖档蛿?shù)據(jù)中心的耗能,并且提高相同空間的計算力密度”是 ARM 架構下處理 器的一致追求,且從現(xiàn)有的 ARM 處理器看,同等測試條件下的低能耗是其核心優(yōu)勢。
2) 更優(yōu)并發(fā)處理效率。 以 Arm 為代表的 RISC 通用架構處理器,在分布式數(shù)據(jù)庫、大數(shù) 據(jù)、Web 前端等高并發(fā)應用場景下,因單芯片核數(shù)更多相比傳統(tǒng)處理器擁有更好的并 發(fā)處理效率。
3) 云端同源帶來的 ARM 架構需求。 移動終端正在快速取代傳統(tǒng) PC 在終端市場中的地 位。根據(jù) IDC 數(shù)據(jù)顯示,移動終端在全球終端(包括個人電腦、平板電腦和智能手機) 出貨量的占比由 2010 年的 44.7%上升到了 2018 年的 77.6%,預計到 2023 年將超過 80%。而絕大多數(shù)移動終端采用 Arm 架構的處理器,移動應用主要基于 Arm 指令集進行開發(fā)、測試和運行。因而為了降低應用開發(fā)者在異構環(huán)境下進行二次開發(fā)所造成的性能損失和潛在漏洞風險,以及隨著這些海量移動應用向云上遷移,端云協(xié)同將成 為主流,端云的架構相互影響滲透,并將逐步走向趨同,這點上 ARM 具有優(yōu)勢。
基于手機芯片技術+華為云自身需求,雙重動因推進 ARM 框架芯片研發(fā)
從技術路線、成本、市場需求、利潤、現(xiàn)存問題的解決方法五個角度分析,看好當前華 為推出 ARM 服務器。
技術路線:華為完成從手機業(yè)務+手機芯片+服務器業(yè)務+服務器技術進化到 ARM 服務器 業(yè)務+ARM 服務器芯片的技術發(fā)展路線。 對比之前研發(fā) ARM 服務器失敗的公司,華為通過 手機業(yè)務分攤 ARM 服務器的研發(fā)成本和自身消耗服務器實現(xiàn)客戶需求的自我驗證,是其研發(fā) ARM 處理器的優(yōu)勢。例如 HP 也研發(fā)過 ARM 服務器,但是沒有龐大的手機芯片分攤 CPU 的 研發(fā)成本;高通也研發(fā)過 ARM 服務器芯片,但是除了芯片以外,沒有服務器技術,且自身運 營策略出現(xiàn)問題。
成本:龐大的產(chǎn)品體系和諸多 BG 分攤研發(fā)成本 。考慮到服務器所用 SSD 控制器,網(wǎng)絡 背板,PCI-E,SATA 等屬于服務器通用技術。理論上不需要單獨的 ARM 服務器研發(fā)部門支 付,因而上述通用技術的研發(fā)成本可由華為的不同 BG 負擔,并在華為服務器、交換機等硬件銷售利潤中進行對沖。此外,研發(fā) ARM 芯片的核心成本是 Ares 內(nèi)核和外設控制電路的研發(fā)成本??紤]到華為自身同時研制手機芯片、路由器芯片、交換機芯片等,以鯤鵬芯片為代表的 ARM 芯片的研發(fā)成本或比其他專做 ARM 服務器芯片的廠家的成本要低。
市場空間:1)早期考慮政府和八大行業(yè)的替換采購需求,即前文所說的 500 億市場規(guī)模。2)考慮 APP 運用開發(fā)商對 ARM 服務器測試 APP 的市場需求,則市場空間有望繼續(xù)上漲。 目前手機 APP 的開發(fā)市場非常大,除了華為研發(fā)的應用和其生態(tài)下的應用,還有其他廠家的 手機 APP 和游戲 APP。考慮開發(fā)兼容和減少轉(zhuǎn)化底層開發(fā)架構的工作,如果華為后續(xù)的 ARM 服務器可將手機芯片和服務器芯片拉通,且若華為出售的 ARM 服務器整體方案不比 X86 服務 器的方案貴,則 APP 開發(fā)商將樂于采購 ARM 服務器。
利潤:1)鯤鵬 CPU 的毛利潤約為 50%-60%,凈利率約為 20%-30%。 參考近三年英特 爾、英偉達、高通、賽靈思和邁威爾等主流 IC 設計企業(yè)毛利率主要落于 50%~60%區(qū)間,凈利 潤率約為 25%-30%左右;2)考慮華為之前需要外采 X86 服務器來測試手機 APP,替換為自 身的 ARM 服務器后,將節(jié)約掉虛擬機、模擬器的開銷,以及不能進行原生性軟件測試所帶 來的各種開銷;3)政府補貼。
現(xiàn)存問題的解決方法:1)缺少軟件生態(tài) :建立鯤鵬計算產(chǎn)業(yè),早期對伙伴企業(yè)進行補貼, 后期讓利市場空間,吸引優(yōu)秀 ISV 進行軟件生態(tài)的建設;2)缺少客戶:早期華為自產(chǎn)自用, 現(xiàn)成立鯤鵬產(chǎn)業(yè)后可通過伙伴企業(yè)幫忙建立銷售渠道,進行銷售。