華為昇騰AI芯片在超算中心的應用生態(tài)構建華為昇騰AI芯片概述超算中心技術架構與部署昇騰AI芯片在超算中的應用場景應用生態(tài)構建基礎：軟硬件協(xié)同優(yōu)化昇騰AI芯片上的算法庫與工具鏈目錄數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡與存儲解決方案能耗管理與散熱系統(tǒng)設計方案運維管理與故障排查機制建立安全性考慮：防護、檢測、響應機制性能測試、評估與持續(xù)改進計劃合作伙伴關系構建和資源整合目錄政策法規(guī)遵循和知識產(chǎn)權保護市場前景分析與商業(yè)機會挖掘總結回顧與未來發(fā)展規(guī)劃目錄華為昇騰AI芯片概述01安全性昇騰AI芯片內置安全模塊，支持加密計算和數(shù)據(jù)保護，確保超算中心的數(shù)據(jù)安全。高性能昇騰AI芯片采用華為自研的達芬奇架構，具備高效能、低功耗、靈活擴展等特點，滿足超算中心的高性能計算需求。高效能AI計算針對AI計算場景進行深度優(yōu)化，提供高效能的AI計算能力，支持多種AI算法和框架，提升AI應用的運行效率。芯片特點與優(yōu)勢分析首款基于達芬奇架構的AI芯片，主要用于AI訓練和推理場景，提供高性能的AI計算能力。昇騰910面向邊緣計算場景的AI芯片，具備低功耗、小體積等特點，廣泛應用于智能終端設備。昇騰310華為將持續(xù)推出更高性能、更先進的昇騰系列AI芯片，滿足超算中心不斷升級的計算需求。后續(xù)產(chǎn)品昇騰系列芯片發(fā)展歷程在超算中心應用中的價值提升計算性能昇騰AI芯片具備高性能的AI計算能力，可以顯著提升超算中心的計算性能，加速科研和工程計算的速度。拓展應用場景促進產(chǎn)業(yè)升級基于昇騰AI芯片的高效能AI計算，可以拓展超算中心的應用場景，支持更多領域的科學研究和工程應用。昇騰AI芯片的應用將推動AI技術的普及和發(fā)展，促進相關產(chǎn)業(yè)的升級和轉型，為經(jīng)濟發(fā)展注入新動力。超算中心技術架構與部署02分布式架構設計將昇騰AI芯片等計算資源進行池化管理，實現(xiàn)資源的動態(tài)分配和優(yōu)化利用。高效能計算資源池化數(shù)據(jù)安全保障機制建立完善的數(shù)據(jù)安全保障機制，包括數(shù)據(jù)加密、訪問控制、安全審計等措施，確保超算中心數(shù)據(jù)的安全性。采用分布式架構設計，將超算中心分為計算節(jié)點、存儲節(jié)點、網(wǎng)絡節(jié)點等，提高系統(tǒng)可擴展性和靈活性。超算中心整體架構設計芯片選型與配置根據(jù)超算中心的業(yè)務需求和計算特點，選擇適合的昇騰AI芯片型號和配置，保證計算性能和能效比。芯片性能優(yōu)化芯片可靠性保障昇騰AI芯片部署策略針對昇騰AI芯片的特點，進行性能優(yōu)化和調優(yōu)，包括算法適配、并行計算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴膬?yōu)化，提高芯片的計算效率和性能。采用多種技術手段，如冗余設計、故障檢測、錯誤糾正等，確保昇騰AI芯片在超算中心中的可靠性和穩(wěn)定性。根據(jù)超算中心的硬件設備和昇騰AI芯片的特點，設計合理的硬件集成方案，包括芯片與服務器、存儲設備的連接方式和通信協(xié)議等，確保系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行。硬件集成方案基于昇騰AI芯片的軟件生態(tài)，構建完整的軟件集成方案，包括操作系統(tǒng)、編譯器、算法庫、應用軟件等，為用戶提供便捷的開發(fā)環(huán)境和工具。同時，還需要考慮軟件的兼容性和可移植性問題，以便在超算中心中運行各種不同類型的應用程序。軟件集成方案硬件與軟件集成方案昇騰AI芯片在超算中的應用場景03氣象預測通過高精度數(shù)值模擬和數(shù)據(jù)分析，提供準確的天氣預報和氣候預測。生命科學在基因測序、蛋白質結構預測等生命科學領域，支持大規(guī)模計算和分析任務。航空航天在航空航天領域，支持復雜的飛行器設計和仿真，以及星際導航等高精度計算任務。工業(yè)仿真在汽車、航空、能源等工業(yè)領域，支持大規(guī)模仿真和模擬，優(yōu)化產(chǎn)品設計和生產(chǎn)過程。高性能計算任務處理大規(guī)模數(shù)據(jù)處理與分析智能交通通過實時采集和分析交通數(shù)據(jù)，優(yōu)化交通流量，提高道路通行效率和安全性。智慧城市在智慧城市建設中，支持海量數(shù)據(jù)的實時處理和分析，為城市管理提供決策支持。金融科技在金融領域，支持大規(guī)模金融數(shù)據(jù)的處理和分析，提高金融風險管理和決策效率。能源管理在能源領域，支持智能電網(wǎng)建設，實現(xiàn)能源的高效調度和優(yōu)化配置。支持圖像識別、目標檢測等計算機視覺任務的模型訓練和推理，提升識別精度和速度。在自然語言處理領域，支持文本分類、情感分析、機器翻譯等任務的模型訓練和推理。在電商、內容分發(fā)等領域，支持基于用戶畫像和內容的智能推薦算法的訓練和推理。在自動駕駛領域，支持基于深度學習的路徑規(guī)劃、障礙物檢測等功能的模型訓練和推理。機器學習模型訓練與推理計算機視覺自然語言處理智能推薦自動駕駛應用生態(tài)構建基礎：軟硬件協(xié)同優(yōu)化04通過統(tǒng)一的編程模型和接口，實現(xiàn)AI算法在不同硬件上的無縫切換和高效執(zhí)行。協(xié)同計算框架根據(jù)AI算法特點，設計和優(yōu)化計算、存儲和通信等硬件模塊，提升性能和能效。定制化硬件綜合考慮硬件特點和軟件需求，通過協(xié)同設計、測試和優(yōu)化，實現(xiàn)軟硬件的最佳匹配。協(xié)同優(yōu)化策略軟硬件協(xié)同設計理念010203邊緣計算場景針對物聯(lián)網(wǎng)、智能終端等邊緣計算場景，優(yōu)化硬件功耗和體積，提升設備的智能感知和響應能力。高性能計算場景針對科學計算、工程仿真等高性能計算場景，優(yōu)化算法并行性和計算密度，提高計算效率。智能數(shù)據(jù)分析場景針對大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等智能數(shù)據(jù)分析場景，優(yōu)化數(shù)據(jù)處理和訪存模式，提升數(shù)據(jù)吞吐率。針對不同應用場景的優(yōu)化策略性能評估與調優(yōu)實踐使用國際通用的基準測試程序，對昇騰AI芯片的性能進行客觀評估，發(fā)現(xiàn)性能瓶頸和優(yōu)化空間。基準測試基于性能評估結果，對軟硬件進行協(xié)同調優(yōu)，包括算法優(yōu)化、代碼優(yōu)化、硬件參數(shù)調整等，提升系統(tǒng)性能。性能調優(yōu)在大量實際應用場景中進行驗證，確保昇騰AI芯片在長時間高負載運行下的穩(wěn)定性和可靠性。穩(wěn)定性驗證昇騰AI芯片上的算法庫與工具鏈05高效算法庫昇騰AI芯片針對特定算法進行了優(yōu)化，提高了算法的執(zhí)行效率和精度，降低了算法運行的時間和成本。算法優(yōu)化靈活的算法選擇昇騰AI芯片提供多種算法選擇，用戶可以根據(jù)實際應用需求選擇最適合的算法，實現(xiàn)個性化應用。昇騰AI芯片提供高效的算法庫，包括深度學習、機器學習、圖像處理等多種算法，可滿足不同領域的應用需求。算法庫介紹及功能特點昇騰AI芯片提供完整的編譯工具，可以將用戶編寫的代碼編譯成可在芯片上運行的二進制文件，提高代碼的執(zhí)行效率。編譯工具昇騰AI芯片提供強大的調試工具，可以幫助用戶快速定位代碼中的問題，提高開發(fā)效率。調試工具昇騰AI芯片提供性能分析工具，可以幫助用戶評估代碼在芯片上的執(zhí)行效率，優(yōu)化代碼性能。性能分析工具工具鏈組成及使用指南定制化開發(fā)昇騰AI芯片提供定制化開發(fā)服務，可以根據(jù)用戶的實際需求，為用戶提供定制化的算法和工具鏈，滿足用戶的特殊需求。技術支持培訓服務定制化開發(fā)支持服務昇騰AI芯片提供專業(yè)的技術支持服務，可以幫助用戶解決在使用過程中遇到的各種問題，提高用戶的使用體驗。昇騰AI芯片提供豐富的培訓服務，可以幫助用戶快速掌握芯片的使用方法和開發(fā)技巧，提高用戶的開發(fā)效率。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡與存儲解決方案06InfiniBand網(wǎng)絡技術具有高帶寬、低延遲、低抖動等特性，適用于大規(guī)模并行計算場景。RoCE（RDMAoverConvergedEthernet）技術可實現(xiàn)以太網(wǎng)和RDMA網(wǎng)絡的融合，降低網(wǎng)絡延遲和CPU負載。網(wǎng)絡拓撲結構設計采用無阻塞交換結構，如Fat-tree、Leaf-spine等，提高網(wǎng)絡帶寬和可靠性。網(wǎng)絡設備選型選擇高性能、低延遲、可擴展的交換機、路由器等網(wǎng)絡設備，滿足AI計算對網(wǎng)絡的高要求。高速互聯(lián)網(wǎng)絡技術選型及部署存儲架構選型根據(jù)數(shù)據(jù)容量、性能需求，選擇適合的存儲架構，如分布式存儲、集中式存儲等。數(shù)據(jù)存儲介質采用SSD、HDD等高性能存儲介質，提高數(shù)據(jù)讀寫速度和存儲密度。數(shù)據(jù)存儲安全實現(xiàn)數(shù)據(jù)的加密存儲、訪問控制、備份與恢復等功能，保障數(shù)據(jù)安全性和可用性。存儲系統(tǒng)擴展性考慮未來數(shù)據(jù)增長和擴容需求，設計可擴展的存儲系統(tǒng)架構。存儲系統(tǒng)規(guī)劃與設計原則數(shù)據(jù)安全與可靠性保障措施數(shù)據(jù)加密技術采用加密算法對數(shù)據(jù)進行加密，確保數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中的安全性。訪問控制策略制定嚴格的訪問控制策略，防止未經(jīng)授權的訪問和數(shù)據(jù)泄露。數(shù)據(jù)備份與恢復建立完善的備份和恢復機制，確保在數(shù)據(jù)丟失或損壞時能夠及時恢復。系統(tǒng)監(jiān)控與故障排查采用實時監(jiān)控、日志分析等手段，及時發(fā)現(xiàn)和排除系統(tǒng)故障，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。能耗管理與散熱系統(tǒng)設計方案07優(yōu)化建議方案根據(jù)分析結果，提出相應的優(yōu)化建議，如調整設備布局、升級節(jié)能設備、優(yōu)化業(yè)務流程等，降低超算中心的總體能耗。實時能耗監(jiān)測通過高精度傳感器實時采集能耗數(shù)據(jù)，包括供電量、熱量、設備功耗等，確保數(shù)據(jù)的準確性和完整性。能耗數(shù)據(jù)分析對采集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，識別高能耗設備、時段和業(yè)務流程，為優(yōu)化能耗提供數(shù)據(jù)支持。能耗監(jiān)測分析及優(yōu)化建議散熱系統(tǒng)選型及布局規(guī)劃散熱系統(tǒng)選型根據(jù)超算中心的設備密度、發(fā)熱量等實際情況，選擇合適的散熱系統(tǒng)，如風冷、液冷等，確保散熱效果和系統(tǒng)穩(wěn)定性。布局規(guī)劃設計散熱系統(tǒng)優(yōu)化結合超算中心的建筑結構、設備分布等因素，合理規(guī)劃散熱系統(tǒng)的布局，包括風道、液冷管道等，確保散熱均勻、高效。針對在使用過程中可能出現(xiàn)的散熱問題，進行散熱系統(tǒng)的優(yōu)化調整，如增加散熱器、調整風扇轉速等，提高散熱效率。選用高效節(jié)能的設備和技術，如低功耗服務器、節(jié)能型UPS等，從源頭上降低能耗和碳排放。綠色節(jié)能設備對超算中心產(chǎn)生的廢熱進行回收和利用，如用于供暖、溫水供應等，提高能源利用效率和環(huán)保效益。資源循環(huán)利用在超算中心的建設和運營過程中，積極采用環(huán)保材料和技術，降低對環(huán)境的影響，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。環(huán)保材料應用節(jié)能環(huán)保理念在超算中心的應用運維管理與故障排查機制建立08團隊組建包括運維管理人員、運維工程師、技術支持人員等，確保團隊具備豐富的AI芯片運維經(jīng)驗和專業(yè)技能。職責劃分明確各成員職責，如監(jiān)控AI芯片運行狀態(tài)、分析性能指標、處理故障報警、優(yōu)化系統(tǒng)性能等，確保工作有序進行。運維團隊組建及職責劃分故障定位通過監(jiān)控系統(tǒng)和報警信息，快速定位故障發(fā)生的原因和范圍，如硬件故障、軟件異常等。排查方法故障處理故障排查流程和方法論述采用逐步排除法、對比分析法和經(jīng)驗判斷法等多種方法，結合歷史故障案例，對故障進行深入分析，快速找到故障根源。根據(jù)故障類型和嚴重程度，采取相應處理措施，如重啟設備、修復漏洞、優(yōu)化參數(shù)等，確保故障得到及時解決。預防性維護策略制定定期對AI芯片進行巡檢和性能測試，及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題，確保設備始終處于最佳狀態(tài)。日常維護根據(jù)業(yè)務需求和AI芯片特點，對系統(tǒng)進行優(yōu)化配置，提高資源利用率和性能表現(xiàn)。系統(tǒng)優(yōu)化制定應急預案并進行演練，提高團隊應對突發(fā)事件的能力，確保在緊急情況下能夠迅速響應并恢復業(yè)務。應急演練安全性考慮：防護、檢測、響應機制09部署先進的防火墻和入侵檢測系統(tǒng)，有效阻止非法訪問和惡意攻擊。防火墻和入侵檢測系統(tǒng)采用加密技術保障數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全，防止數(shù)據(jù)被竊取或篡改。加密通信定期對系統(tǒng)進行安全漏洞掃描，及時發(fā)現(xiàn)和修復潛在的安全風險。安全漏洞掃描網(wǎng)絡安全防護措施部署010203入侵檢測制定詳細的應急響應預案，明確應急處理流程、責任人和聯(lián)系方式，確保快速有效地應對安全事件。應急響應預案數(shù)據(jù)備份與恢復建立數(shù)據(jù)備份和恢復機制，確保在發(fā)生安全事件時能夠及時恢復數(shù)據(jù)和業(yè)務。部署入侵檢測系統(tǒng)，實時監(jiān)控網(wǎng)絡流量和用戶行為，及時發(fā)現(xiàn)異常并報警。入侵檢測和應急響應計劃制定對數(shù)據(jù)進行分類存儲和保護，確保敏感數(shù)據(jù)的機密性和完整性。數(shù)據(jù)分類與保護制定并遵守隱私保護政策，明確數(shù)據(jù)收集、使用、存儲和共享的規(guī)范，保護用戶隱私。隱私保護政策定期進行合規(guī)性檢查，確保業(yè)務運營符合相關法律法規(guī)和行業(yè)標準的要求。合規(guī)性檢查數(shù)據(jù)保護和隱私政策遵循性能測試、評估與持續(xù)改進計劃10如CPU利用率、內存占用率、能耗等。系統(tǒng)效率指標系統(tǒng)崩潰率、故障恢復時間等。穩(wěn)定性指標01020304包括AI訓練時間、推理速度、精度等。AI計算性能指標支持不同AI框架、算法及數(shù)據(jù)格式的兼容性。兼容性指標性能測試指標體系建立評估結果反饋及改進方向識別瓶頸通過測試數(shù)據(jù)，識別出系統(tǒng)性能瓶頸，如算力、內存帶寬等。優(yōu)化策略根據(jù)瓶頸問題，提出針對性優(yōu)化策略，如算法優(yōu)化、硬件升級等。橫向對比與其他同類芯片進行性能對比，明確優(yōu)劣勢及改進方向。用戶反饋收集用戶實際應用中的反饋意見，作為后續(xù)改進的重要參考。持續(xù)監(jiān)控和迭代升級策略自動化監(jiān)控建立自動化性能監(jiān)控系統(tǒng)，實時采集性能指標并進行分析。定期測試定期進行全面性能測試，確保系統(tǒng)性能持續(xù)穩(wěn)定。迭代升級根據(jù)監(jiān)控和測試結果，不斷優(yōu)化軟件算法和硬件設計，實現(xiàn)性能迭代升級。培訓與分享加強內部員工及合作伙伴的培訓與經(jīng)驗分享，提升整體性能優(yōu)化能力。合作伙伴關系構建和資源整合11上下游企業(yè)聯(lián)合研發(fā)與AI算法、應用、系統(tǒng)集成等上下游企業(yè)建立聯(lián)合研發(fā)機制，共同推動技術升級和產(chǎn)品迭代。產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同優(yōu)化通過整合產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)資源，實現(xiàn)協(xié)同優(yōu)化，提升整體競爭力，推動產(chǎn)業(yè)升級。收益共享和風險共擔建立合理的收益共享和風險共擔機制，保障各方利益，促進長期合作。產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)合作模式探討積極引進全球優(yōu)秀人才和技術，推動昇騰AI芯片在全球范圍內的應用。整合全球資源建立公共服務平臺，為合作伙伴提供技術支持、測試驗證、人才培養(yǎng)等服務。搭建公共服務平臺與合作伙伴共同打造行業(yè)解決方案，分享成功案例，擴大昇騰AI芯片的應用場景。實踐案例分享資源整合策略及實踐案例分享010203共同推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展舉措?yún)R報協(xié)同創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)聯(lián)動與科研機構、高校、企業(yè)等開展協(xié)同創(chuàng)新，推動產(chǎn)學研用深度融合，形成產(chǎn)業(yè)聯(lián)動發(fā)展新格局。促進人才培養(yǎng)和交流加強人才培養(yǎng)和引進，組織技術交流和培訓活動，提升昇騰AI芯片的應用水平和影響力。推動標準化和規(guī)范化積極參與相關標準的制定和推廣，提高昇騰AI芯片在超算中心應用的標準化和規(guī)范化水平。政策法規(guī)遵循和知識產(chǎn)權保護12解讀國家政策法規(guī)了解和解讀國家關于AI芯片和超算中心的政策法規(guī)，確保企業(yè)合規(guī)經(jīng)營。合規(guī)性檢查對昇騰AI芯片在超算中心的應用進行全面合規(guī)性檢查，確保符合國家政策法規(guī)要求。相關政策法規(guī)解讀及合規(guī)性檢查知識產(chǎn)權保護培訓加強員工知識產(chǎn)權保護意識，培訓專利、商標、著作權等知識產(chǎn)權的保護和管理。知識產(chǎn)權保護措施采取技術保護、法律保護和管理保護等多種措施，確保知識產(chǎn)權的安全和完整。知識產(chǎn)權保護意識培養(yǎng)和行動積極參與AI芯片和超算中心的產(chǎn)業(yè)協(xié)同，推動產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的合作與創(chuàng)新。推動產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展積極投入研發(fā)，推動AI技術的創(chuàng)新和突破，為科技進步做出貢獻。促進科技進步企業(yè)社會責任擔當體現(xiàn)市場前景分析與商業(yè)機會挖掘13高效能計算需求增加隨著科技不斷發(fā)展，超算在科學研究、工業(yè)仿真、金融分析等領域的應用越來越廣泛，對計算性能的要求也越來越高。AI技術融合AI技術在超算中的應用不斷加深，對計算性能、算法和數(shù)據(jù)處理能力提出了更高要求。云計算與邊緣計算云計算和邊緣計算的快速發(fā)展為超算提供了新的計算模式和服務模式。超算市場需求變化趨勢預測華為昇騰AI芯片在性能、功耗、可擴展性等方面具有領先優(yōu)勢，能夠滿足超算中心對計算性能的需求。技術優(yōu)勢華為在AI領域擁有完整的生態(tài)體系，包括芯片、框架、算法和應用，為超