2019.01.09，華為將數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)推入了AI時代。

雷鋒網(wǎng)1月9日消息，華為正式推出內(nèi)置自家AI芯片昇騰310的數(shù)據(jù)中心交換機(jī)CloudEngine 16800，也是業(yè)界首款搭載高性能AI芯片的數(shù)據(jù)中心交換機(jī)。距離華為上一款旗艦產(chǎn)品CloudEngine 12800系列的發(fā)布已經(jīng)過去了6年，CloudEngine 12800在云時代大獲成功，CloudEngine 16800顯然是華為堅定押寶在AI時代的一款拳頭產(chǎn)品，而且做好了打好幾年糧食的準(zhǔn)備。

發(fā)布會地點選在了北京國貿(mào)大酒店，北京的CBD核心區(qū)迎來送往，數(shù)據(jù)中心交換機(jī)其實也是這么個角色，只不過運輸轉(zhuǎn)發(fā)的是數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)中心的流量主要分為東西向流量和南北向流量，還有一部分流量是數(shù)據(jù)中心之間的流量。據(jù)說是因為早期繪制網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖，從上到下（從北到南）是核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備到客戶端，從左到右（從西到東）是服務(wù)器到服務(wù)器，所以就沿用了這個說法。

南北向流量即指數(shù)據(jù)中心服務(wù)器到數(shù)據(jù)中心以外客戶端之間的流量，東西向流量即指數(shù)據(jù)中心內(nèi)部服務(wù)器之間的流量。不過很大的變化是目前東西向流量已經(jīng)遠(yuǎn)超南北向流量，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器規(guī)模的擴(kuò)大，更多應(yīng)用需要池化資源來滿足，服務(wù)器集群內(nèi)部流量驟升。有數(shù)據(jù)顯示，2020年全球數(shù)據(jù)中心東西向流量占比將超過80%，而早期數(shù)據(jù)中心的流量80%為南北向流量。

我們平常所使用的各類終端接入互聯(lián)網(wǎng)也是依靠各種交換機(jī)和路由器來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，如此龐大的流量其實只占兩成，這還只是非數(shù)據(jù)中心交換機(jī)，數(shù)據(jù)中心交換機(jī)將處理轉(zhuǎn)發(fā)八成流量，足以說明其重要程度。關(guān)于數(shù)據(jù)中心交換機(jī)引用一句話非常合適——“就算未來所有硬件盒子形態(tài)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備終將消亡，數(shù)據(jù)中心交換機(jī)作為連接服務(wù)器的總線，將永遠(yuǎn)存在?！?/p>

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入AI時代

雷鋒網(wǎng)了解到，上一代產(chǎn)品CloudEngine 12800以82%的復(fù)合增長率連續(xù)六年增速全球第一，已在全球6400+個數(shù)據(jù)中心成功商用部署。另外相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，華為2017年（2018年數(shù)據(jù)還沒出）全年中國數(shù)據(jù)中心交換機(jī)市場份額排名第一，為39.48%，超過第二名6個百分點，主要原因就是CloudEngine 12800抓住了云數(shù)據(jù)中心的發(fā)展機(jī)遇。

自2012年CloudEngine 12800發(fā)布后，華為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在市場一路走高，2013年華為成為增長最快的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)廠商；2014年年增長率達(dá)137%；2015年華為成為唯一進(jìn)入全球SDN領(lǐng)導(dǎo)者行列的中國廠商；2016年中國區(qū)市場份額第一，全球份額第三；2017年邁入Gartner數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)魔力象限的挑戰(zhàn)者象限，距離挑戰(zhàn)者象限僅一步之遙；2018年邁入數(shù)據(jù)中心SDN網(wǎng)絡(luò)硬件廠商領(lǐng)導(dǎo)者行列。

華為CloudEngine系列交換機(jī)包括核心交換機(jī)、虛擬交換機(jī)、接入交換機(jī)，16800就是核心交換機(jī)的旗艦，典型數(shù)據(jù)中心應(yīng)用場景是核心交換機(jī)與TOR交換機(jī)通過端口互聯(lián)，采用TRILL、VxLAN等協(xié)議組建無阻塞二層網(wǎng)絡(luò)。

華為在發(fā)布會現(xiàn)場沒有言明新產(chǎn)品的小目標(biāo)，但從產(chǎn)品角度可一窺華為野望。

華為網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線總裁胡克文在現(xiàn)場表示，AI時代數(shù)據(jù)中心有三大挑戰(zhàn)：

• 傳統(tǒng)以太網(wǎng)丟包率0.1%，AI算力只能發(fā)揮50%；

• 未來五年，數(shù)字洪水增長20倍，現(xiàn)有100GE的網(wǎng)絡(luò)無法支撐；

• 計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)深度融合，人工定位網(wǎng)絡(luò)問題需數(shù)小時。

相對應(yīng)的，在華為看來，AI時代的數(shù)據(jù)中心交換機(jī)應(yīng)具備三大特征：

內(nèi)嵌AI芯片

業(yè)界首款內(nèi)嵌AI芯片數(shù)據(jù)中心交換機(jī)，100%發(fā)揮AI算力。華為實現(xiàn)0丟包低時延高吞吐的無損數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)主要包括靠兩點：一方面是單流局部調(diào)優(yōu)，華為內(nèi)嵌AI芯片的數(shù)據(jù)中心交換機(jī)對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)實時檢測，實現(xiàn)交換隊列動態(tài)ECN門限，隊列緩存的智能調(diào)整，并在最佳時刻給予發(fā)送端最快的反饋，實現(xiàn)源端發(fā)送速率的動態(tài)調(diào)整；

另一方面是整網(wǎng)全局調(diào)優(yōu)，CloudEngine 16800承載獨創(chuàng)的iLossLess智能無損交換算法，能夠?qū)θW(wǎng)流量進(jìn)行實時的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，并根據(jù)不同業(yè)務(wù)流量模型的特點動態(tài)設(shè)置最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，更精準(zhǔn)地控制流量，實現(xiàn)百萬流和基于應(yīng)用的隊列自適應(yīng)不同場景的全局網(wǎng)絡(luò)自優(yōu)化能力。從而在零丟包基礎(chǔ)上獲得更低時延和更高吞吐的網(wǎng)絡(luò)性能，克服傳統(tǒng)以太網(wǎng)丟包導(dǎo)致的算力損失，將AI算力從50%提升到100%，數(shù)據(jù)存儲IOPS（Input/Output Operations Per Second）性能提升30%。

單槽48 x 400GE

業(yè)界最高密度單槽位48 x 400GE，滿足AI時代5倍流量增長需求，為了滿足AI流量需求，華為主要強(qiáng)調(diào)了三個“Super”

• SuperFast高速互聯(lián)：新材料新工藝，100G->400G全生命周期兼容演進(jìn)。從100G到高密400G，首先考驗的是信號高速傳輸能力， 400G接口系統(tǒng)內(nèi)互連信號頻率53G以上，信號的頻率每翻一倍，PCB線路板信號衰減就會增大20%以上，傳統(tǒng)的電路板由于采用的普通銅箔材料及制造工藝問題，當(dāng)信號傳輸速率提升的時候，損耗和高頻干擾非常嚴(yán)重，存在速率極限。 華為采用新型亞微米無損材料及高分子鍵合技術(shù)的制作工藝，將電信號的傳輸效率提升30%，滿足100G到400G全生命周期兼容和能力演進(jìn)。

• SuperPower最優(yōu)能效，電源空間節(jié)省50%，供電效率提升90%。華為提出業(yè)界首個雙路輸入智能切換的電源模塊，采用磁吹滅弧和大勵磁技術(shù)實現(xiàn)ms級快速切換，21個電源模塊就可以實現(xiàn)原來40個模塊所達(dá)到的供電能力和可靠性，電源空間節(jié)省50%。 線路板上采用矩陣磁和高頻磁技術(shù)，實現(xiàn)在兩個拇指大小的空間內(nèi)提供1600W供電能力，使得單位空間的供電效率提升90%。

• SuperCooling最強(qiáng)散熱，噪聲低于業(yè)界6分貝，散熱能力提升4倍。如此超高密度的交換機(jī)，散熱是整機(jī)工程能力的一個重要體現(xiàn)，CloudEngine 16800散熱系統(tǒng)包括單板級和系統(tǒng)級。單板散熱方面，芯片會產(chǎn)生熱量，如何將這些熱量均勻?qū)С鰡伟宀⑸l(fā)出去是散熱設(shè)計的關(guān)鍵，CloudEngine 16800采用獨有的碳納米導(dǎo)熱墊和VC相變散熱技術(shù)，散熱效率較業(yè)界提升4倍，整機(jī)可靠性提升20%。整機(jī)散熱方面，華為采用了業(yè)界首創(chuàng)的混流風(fēng)扇，可以使得整機(jī)散熱效率達(dá)到最佳，與業(yè)界相比，平均每bit數(shù)據(jù)的功耗降低50%，相當(dāng)于每臺每年節(jié)省32萬度電，約合26萬元電費，減少碳排放250余噸。獨有的磁導(dǎo)率馬達(dá)，靜音導(dǎo)流環(huán)噪音降低6dB，CloudEngine 16800真正做到了綠色節(jié)能。

CloudEngine 16800全面升級了硬件交換平臺，在正交架構(gòu)基礎(chǔ)上，應(yīng)用如上技術(shù)，使單槽位可提供業(yè)界最高密度48端口400GE線卡，單機(jī)提供業(yè)界最大的768端口400GE交換容量，交換能力高達(dá)業(yè)界平均的5倍，同時單比特功耗下降50%，還綠色節(jié)能。

向自動駕駛網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)

使能自動駕駛網(wǎng)絡(luò)，秒級故障識別、分鐘級故障自動定位。秒級故障識別、分鐘級故障自動定位，CloudEngine 16800基于內(nèi)置的AI芯片，可大幅度提升“網(wǎng)絡(luò)邊緣”即設(shè)備級的智能化水平，使得交換機(jī)具備本地推理和實時快速決策的能力；通過本地智能結(jié)合集中的FabricInsight網(wǎng)絡(luò)分析器，構(gòu)建分布式AI運維架構(gòu)，可實現(xiàn)秒級故障識別和分鐘級故障自動定位，使能自動駕駛網(wǎng)絡(luò)加速到來。同時，該架構(gòu)還可大幅提升運維系統(tǒng)的靈活性和可部署性。

CloudEngine  16800作為一款面向AI時代的數(shù)據(jù)中心交換機(jī)，提出了一個新概念——數(shù)據(jù)中心AI交換機(jī)，這也是大廠分外看中的一個方向。雷鋒網(wǎng)獲悉，早在2017年，思科就以1.25億美元的代價收購了人工智能初創(chuàng)公司MindMeld，彼時就給AI交換機(jī)這個新物種帶來了一些期待，但后來卻鮮有聲音，在全球市場華為拔得頭籌，是否會掀起行業(yè)對于該類產(chǎn)品的追捧？競品遍地開花的情況可能不會太遙遠(yuǎn)，不過其他廠商首先要妥當(dāng)解決AI芯片的問題。

必然性與演進(jìn)性

交換機(jī)在華為歷史上有著濃墨重彩的一筆，被無數(shù)次提及的萬門C&C08交換機(jī)，曾經(jīng)讓任正非表態(tài)“研發(fā)不成功就跳樓”，C&C08的命名有兩層含義，一是 Country&City (農(nóng)村&城市），表達(dá)了華為希望進(jìn)入城市的決心；二是 Computer&Communication(計算機(jī)&通信），數(shù)字程控交換機(jī)就是計算機(jī)和通信的組合，至于08就是圖個吉利。

萬門C&C08交換機(jī)救了當(dāng)時的華為，華為后來不少副總裁級別領(lǐng)導(dǎo)都出自該部門，華為也從彼時進(jìn)入到傳輸、移動、智能、數(shù)通等領(lǐng)域。CloudEngine 16800會是華為引領(lǐng)AI時代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的先遣軍么？

根據(jù)華為GIV 2025（Global Industry Vision）的預(yù)測，到2025年，新增數(shù)據(jù)量達(dá)到180ZB，95%的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（語音/視頻等）依賴AI處理。就算這些數(shù)據(jù)只有一部分存放在數(shù)據(jù)中心，對數(shù)據(jù)中心流量處理的影響也是“災(zāi)難性”的。

Gartner研究總監(jiān)Owen Chen表示，AI將在很大程度上影響IT基礎(chǔ)架構(gòu)，包括計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)等，同時Gartner認(rèn)為AI驅(qū)動數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)變革即將開始，一方面，AI業(yè)務(wù)運行對網(wǎng)絡(luò)交換提出新訴求，比如網(wǎng)絡(luò)要求超大帶寬（從100G到400G、800G），0丟包、E2E低時延；另一方面，AI驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)部署運維重構(gòu)，即從人工運維到AIOPS，關(guān)鍵詞包括意圖驅(qū)動、預(yù)測性維護(hù)、自治自愈、自動駕駛網(wǎng)絡(luò)、無人值守等。

雷鋒網(wǎng)此前總結(jié)，“談云不談網(wǎng)，都是耍流氓”，用以說明云網(wǎng)協(xié)同的重要性，云計算必須有足夠的網(wǎng)絡(luò)能力支撐。而其實計算、網(wǎng)絡(luò)和存儲的發(fā)展中，存儲介質(zhì)有了閃存盤，時延降低不止100倍，計算領(lǐng)域的GPU和AI專用芯片，將數(shù)據(jù)處理能力提升了100倍以上，處理的協(xié)議由TCP/IP演進(jìn)到RDMA，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展亦步亦趨，慢了一大拍。

雷鋒網(wǎng)同時觀測到，有一些超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心采用白盒或者品牌白盒交換機(jī)，這是否已經(jīng)成為一種趨勢？對此，華為交換機(jī)與企業(yè)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品線總裁鐘開生表示，這涉及到不同路徑的選擇，白盒交換機(jī)并不代表節(jié)約成本，比如要滿足運維要求就需要專業(yè)的人來做專業(yè)的事，華為多年來的積累能為客戶提供全套解決方案。

CloudEngine 16800雷鋒網(wǎng)現(xiàn)場實拍圖

超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的數(shù)量不斷增加，計算、存儲和數(shù)據(jù)三網(wǎng)融合，傳統(tǒng)人工運維手段已難以為繼，亟需引入創(chuàng)新的技術(shù)提升智能化運維的能力，關(guān)于AI運維，業(yè)內(nèi)也有不同觀點，認(rèn)為AI運維現(xiàn)在還是概念化階段，至多是簡單運維管理的自動化、批量化操作。

其實不管是內(nèi)嵌AI芯片，還是智能運維，從現(xiàn)在的角度看都有其局限性，技術(shù)的發(fā)展也不可能一蹴而就，華為是在探索的同時推陳出新，比如12800\12008E\16800三大產(chǎn)品硬件平臺均不一樣，也反映出華為的仍在尋找更適合的技術(shù)路徑。

正如華為交換機(jī)的崛起一樣，性價比加服務(wù)模式讓華為收割市場，CloudEngine 16800則在性能上更進(jìn)一步，適合于AI時代數(shù)據(jù)中心綜合需求。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入AI時代有其必然性，但同樣有很大的演進(jìn)空間。

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