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AI超算啟幕:進化的鵬城云腦,進擊的華為AI

極客網·極客觀察(朱飛)11月29日 人工智能一詞自1956年提出以來幾經沉浮,終于在最近幾年重獲新生并取得飛速發展。作為一種通用技術,今天的AI已經不是單獨的存在,而是與云計算、大數據、IoT、5G網絡等緊密結合,形成一股強大的智能聯接及智能計算能力,助推千行萬業開展智能化升級。

面向智能時代,隨著自動駕駛、4K/8K視頻、AR/VR、物聯網等應用的興起,社會的生產力、生產資料和生產工具全都隨之改變。其中,算力已成為新生產力,數據成為新生產資料,而5G、AI和云等成為了新生產工具。

權威調研報告預測,到2025年全球數據總量將達180ZB,是2018年數據量的5.5倍。為了更好地讓算力匹配日益暴增的數據的分析處理需求,近兩年來AI正在和云與網絡深度融合,以云AI的形式集聚強大、高效、可擴展、經濟適用的AI算力,支撐千行萬業日益攀升的AI計算需求。

在此背景下,全球主要企業都在積極構建自己的AI超級計算平臺。國際上,谷歌、英特爾、英偉達都在著力打造AI導向的大型數據中心。在國內,過去兩年間由BAT和華為等企業擔綱的,瞄準不同行業或技術門類的15家國家新一代人工智能開放創新平臺已分批確立。

不止于企業層面,全球領先國家在發布國家級的AI戰略后也拿出了國家級的推進計劃。比如美國啟動了“國家人工智能研究院”項目,韓國政府提出到2022年將創設6個AI研究院,日本舉國發力計劃到2025年每年培養25萬名AI人才,中國眾多的產業/行業大腦、城市大腦也相繼問世……

毫無疑問,全球AI超算的大幕已經開啟!從AI研究院到AI平臺再到AI人才,新一輪的競爭已轟轟烈烈展開。在這一新形勢下,讓我們透過中國一個領先的AI大腦平臺,一家領先的AI計算企業,以及它們之間交匯碰撞的故事,一窺AI超算的秘密,以及整個AI計算的詩與遠方。

“平行發展”的鵬城云腦與華為AI

要了解鵬城云腦,首先得了解鵬城實驗室。鵬城實驗室是廣東省2017年12月首批授牌的省實驗室,正式成立于2018年3月31日,是一個服務國家戰略利益、肩負重要歷史使命的創新基礎平臺。其中,鵬城實驗室的三大重點任務之一就是布局新一代人工智能基礎研究,即打造鵬城云腦(CloudBrain),使之成為一個服務重大工程項目的人工智能開源開放平臺。

鵬城云腦面向全國,為人工智能基礎研究和應用基礎研究提供多層次、多樣化的資源環境支撐,服務我國人工智能領域創新發展。在2018年的一期工程中,鵬城云腦初步建成上線運行了以“鵬城云腦-1”為核心P級計算系統;二期“鵬城云腦-2”計劃實現1000P AI算力,使得鵬城云腦成為一個1000P AI超算系統,成為面向未來的科學研究和探索平臺。

時空的平行線上,華為于2018年10月正式發布了AI戰略及全棧全場景AI解決方案,包括全球首個覆蓋全場景人工智能的華為昇騰系列芯片,以及基于華為昇騰系列芯片的產品和云服務。隨后的時間里,華為陸續發布了昇騰310芯片以及數款基于昇騰310芯片的AI計算產品——華為Atlas人工智能計算平臺逐步成型。

今年9月,華為首次發布整體計算戰略,并重點強調了AI計算,并基于稍早前發布的昇騰910芯片重磅推出全球最快AI訓練集群Atlas 900。同時,在這一年左右的時間里,華為此前宣布的訓練和推理框架MindSpore、芯片算子庫和高度自動化算子開發工具CANN、一站式AI開發管理平臺ModelArts等AI計算關鍵組件也紛紛成熟就位,與多種Atlas計算產品一起構成了華為覆蓋端、邊、云全場景的豐富而完善的AI計算平臺。

基于Atlas 900集群的美妙交匯

Atlas 900甫一問世,這款匯聚了華為十多年技術沉淀,由數千顆昇騰芯片組成的AI集群就以超強性能驚艷了眾人。在衡量AI計算能力的金標準ResNet-50圖片分類模型下,Atlas 900只需59.8秒就完成了訓練,在同等精度下比原來的世界紀錄快了10秒!正是這樣的巔峰算力表現,為原本平行發展的鵬城云腦與華為AI計算的相交創造了機會。

一邊是想要構建1000P AI超算系統的鵬城云腦,一邊是剛剛擁有AI算力高達256~1024 PFLOPS@FP16的華為AI計算,雙方的需求與能力剛好契合,于是美妙的交集發生了——鵬城實驗室決定利用華為技術構建鵬城云腦AI超算系統,也即在“鵬城云腦-2”中采用華為Atlas 900集群,面向未來構建1000P AI超算系統。

在9月的華為全聯接大會上,中國工程院院士、鵬城實驗室主任高文院士就登臺分享了鵬城實驗室基于華為Atlas 900集群打造“鵬城云腦-2”的平臺規劃,透露其是一個動態進化的1000P AI超算系統,包括AI集群規模的計劃以及AI功能的計劃。如今兩月多時間過去了,鵬城云腦與華為AI計算的合作進度到什么地步了呢?

11月30日,雙方在鵬城實驗室所在地深圳召開鵬城云腦Ⅱ基本型系統發布會,公布了最新進展。據高文院士介紹,鵬城云腦Ⅱ原型系統實現了100P的算力,并計劃到明年底擴展至1000P AI算力。據悉,雙方目前正在聯合攻堅AI集群的規模進化以及AI功能的進化,解決散熱、組網等影響集群擴展的關鍵問題,為實現1000P AI算力掃清障礙。

同日,鵬城實驗室還與深圳市政府就一系列重大項目簽約,向衛生健康、公安交警、巴士交通、政務等場景提供鵬城云腦強大的AI算力,支撐市政重大項目智慧升級。同時據介紹,不斷進化、動態升級的鵬城云腦還將持續向國內外的科研機構、高等院校等組織提供云端AI算力,充分發揮華為Atlas 900集群的優勢,搭好科學研究和探索的地基。

AI超算與AI計算的“詩與遠方”

除了鵬城實驗室的鵬城云腦展示的面向未來的科學研究和探索,AI超算還有哪些應用場景呢?其實參照超算的發展史可以發現,凡是那些需要天文次數的計算、需要天文數字的算力的場景,都可以使用AI超算系統獲得更強的算力、更高的效能、可擴展性以及經濟適用。

比如Atlas 900集群可廣泛應用于科學研究與商業創新,例如天文探索、氣象預測、自動駕駛、石油勘探等領域。相比傳統解決方案,同樣達到256 PFLOPS的算力,經測算如果采用通用CPU需要6195個機柜,采用GPU需要208個機柜,而采用NPU只要16個機柜。

最終,基于昇騰架構對深度學習業務的優化,以及芯片優化之外增加的如板級液冷、柜級密閉絕熱等系統級優化,華為Atlas 900集群只用了16個機柜就實現了256 PFLOPS的算力,并且將功耗從40000千瓦降低至736千瓦,以AI之力取得了更好的效能和經濟適用性。

這樣巨大的優勢,使得Atlas 900集群在諸多需要超級計算機的場景更具競爭力。比如在天文探索領域,華為聯合上海天文臺與SKA,用Atlas 900對來自于SKA射電望遠鏡的海量數據進行分析和計算,只用10秒就能從20萬顆星星中檢索出相應特征的星體,輕松完成過去一個天文學家需要耗費169天才能完成的工作量。

仰望星空,人類從未停止對未知的探索,比如宇宙原來是什么樣子?第一個星系何時形成?行星是如何形成的?現在有多少引力波穿過了我們的身體?外星生命存在嗎?這些宇宙的終極奧秘,都需要基于天文望遠鏡的精確觀察和科學推理,尤其是對收集到的海量天文數據做分析處理。這,就是AI超算最典型的應用場景。

一言以蔽之,AI超算系統不僅提供充沛的AI算力,還可以創造出一些全新的研究方法,以機器學習之力突破人類腦力及體力極限,讓天文探索、氣象預測、自動駕駛、石油勘探等需要處理海量數據的領域快馬加鞭。

為了讓各行各業獲取超強算力,除了向鵬城大腦、上海天文臺與SKA這樣的機構合作外,華為立足“鯤鵬+昇騰”雙引擎,自發布之日其已將Atlas 900部署到云上,推出華為云EI集群服務,并以極優惠的價格面向全球科研機構和大學開放申請使用,做好了充分釋放AI超算洪荒之力的準備。

當然,除令人神往的AI超算外,整個AI計算的應用場景也在與日俱增,將AI強大算力及智慧能力從云端數據中心帶到終端設備和邊緣節點,讓AI算力全面滲透,讓智能無所不及。比如上面提到的針對不同行業或技術門類的15家國家新一代人工智能開放創新平臺,正在將AI計算帶入基礎軟硬件、智能語音、視覺計算,以及智慧城市、醫療影像、普惠金融等領域。

華為預計,5年后AI計算所消耗的算力,將會占到全社會算力消耗總量的80%以上,計算正在進入一個新的智能時代。為此華為基于昇騰系列AI處理器,打造了面向端、邊、云的全場景AI基礎設施方案,日益完善Atlas人工智能計算平臺,為千行萬業的企業及組織提供AI計算的“底座”。

在終端,包括手機、PC、平板、TV、耳機、音箱在內的智能設備,都逐步具備了AI計算能力。它們與云端數據中心的協同,一起交付了今天令人稱奇的消費科技體驗;在邊緣,各行各業的IoT設備正在借助邊緣數據中心的“本地化”服務能力,提供實時、安全、經濟的邊緣計算服務。它們與云端數據中心的協同,正在將統一訓練、統一部署、統一管理的AIoT模式迅速擴展。在云端,大量數據中心都在積極向AI數據中心轉型,以云AI應對AI算力需求的飆升。

總而言之,端側的個性化計算、邊緣側的專業化計算、中心側的通用模型計算已經全面啟幕且協同發展,助推千行萬業進入了一個端、邊、云全場景覆蓋的AI計算新時代,搭好了通往智能世界的橋梁。面向智能世界,每一個人的學習、工作和生活環境都將被AI重塑,人類將能夠進一步解放生產力、解放自己,獲得前所未有的智慧能力和自由度。

總結:

“我們處在爆炸式創新的前夜。” 11月21日,任正非在英國《經濟學人》年度特刊“The World in 2020”上發表署名文章中稱,“我們堅信,在未來二三十年內,人類社會必須進入智能社會。今天,人類社會正處于新的理論和新技術即將爆發的前夕。發展潛力巨大,但仍有許多不確定因素。許多問題仍然存在,但開放創新是最好的解決辦法。”

結合上文可見,鵬城實驗室的鵬城云腦和華為的AI計算經過各自的平行發展,然后因AI算力需求飆升而形成交集,為迎接爆炸式創新的到來做出了開放合作、協同創新的準備。這非常令人欣慰和振奮,因為面向未來,無論是仰望星空的科學研究與探索,還是深入行業的數字化轉型與智能化升級,咱們中國都有富有遠見卓識的組織和企業在筑基、在耕耘、在牽引。

大風起兮云飛揚,AI超算揚帆起航,AI計算全面滲透,智能世界的大門已經打開,你準備好投入這個人工智能終將無所不及的大航海時代,迎接自己的詩與遠方了嗎?


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