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华为昇腾产业链全景梳理

韭菜斌

2023-10-26 12:49:19

在新一轮人工智能浪潮下，昇腾计算产业以其全面、高效的解决方案，正在引领国内AI算力发展趋势。

目前，昇腾系列AI处理器已成为全国各地建设人工智能计算中心的首选。

国家科技部于2019年8月发布了《国家新一代人工智能创新发展试验区建设工作指南》，计划在2023年底前布局建设20个左右的试验区。

截至2023年3月，已经累计批复了18个人工智能试验区，并在这些试验区累计建设或投产了27个人工智能计算中心。在这27个计算中心中，有21家披露了算力芯片或整机设备的供应商信息。

华为昇腾及其合作伙伴合计中标了18家，占有率高达86%，显示出昇腾计算产业在AI领域的强大实力和广泛的应用前景。

昇腾计算产业旨在建立一个更加开放的硬件平台，吸引更多的合作伙伴加入他们的生态系统，从而进一步推动AI计算技术的发展。

华为昇腾计算产业生态：

资料来源：昇腾计算产业发展白皮书

01 华为昇腾行业概览

华为昇腾计算产业是基于昇腾系列处理器和基础软件构建的全栈式AI计算基础设施，提供行业应用和服务，包括昇腾系列处理器、系列硬件、AI计算框架等全产业链，并为整个昇腾AI产业的底层核心支撑。

昇腾计算产业的产品和服务覆盖了端、边、云三个领域，满足不同用户的需求。

华为以昇腾人工智能基础软硬件作为算力基础设施，提供包括底层硬件、算力平台等IaaS服务以及AI框架、套件，调度平台、工具等PaaS服务的全栈国产技术解决方案。

算力方面，通过昇腾计算系统，数据中心侧，更高的能效比可大幅减少数据中心整体运营成本。

华为昇腾AI全栈软硬件平台：

02 昇腾AI处理器

昇腾AI处理器是产业的核心产品，具有高性能的AI计算能力，支持多种深度学习算法和模型，适用于各种场景。

华为推出基于昇腾处理器的全栈全场景AI解决方案：

昇腾系列处理器，是华为芯片家族中的核心基础芯片族，同时也是计算产业的高速引擎，其强大功能源于华为的达芬奇架构。

达芬奇架构是面向AI计算设计的，通过创新性的161616 3DCube设计，每时钟周期能进行4096个16位半精度浮点MAC运算，为人工智能提供了强大的算力支持。

在人工智能领域，AI芯片的优势明显，可以替代CPU、GPU 等传统芯片。

国内AI芯片以华为昇腾系列等为代表，部分AI芯片产品性能已达到较高水平，有望加速实现国产替代。

华为昇腾AI芯片架构图：

资料来源：华为

华为昇腾芯片是华为发布的两款人工智能处理器，包含昇腾910用于训练业务和310用于推理。

昇腾910和昇腾310这两款AI芯片都采用了华为的达芬奇架构，每个AI核心能够在单个周期内完成4096次MAC计算。

昇腾310与昇腾910芯片：

昇腾（HUAWEI Ascend) 910是业界算力最强的AI处理器，基于自研华为达芬奇架构3D Cube技术，实现业界最佳AI性能与能效，架构灵活伸缩，支持云边端全栈全场景应用。

算力方面，昇腾910完全达到设计规格，半精度（FP16）算力达到320 TFLOPS，整数精度（INT8）算力达到640 TOPS，功耗310W。

同时采用了7nm先进工艺进程，支持128通道全高清视频解码，单卡算力已经能够与英伟达A100相媲美。

资料来源：昇腾官网

昇腾310是一款高效、灵活且可编程的人工智能处理器，于2018年发布，属于Ascend-mini系列，并被定位为推理处理器，主要应用于边缘计算产品和移动端设备等低功耗的领域。这是华为第一颗商用的AI SoC芯片，其最大功耗仅为8W。

华为基于昇腾310芯片打造汽车自动驾驶域控制器MDC平台。310在整数精度（INT8）下的算力达到16Tops，半精度（FP16）下的算力达到8Tops。

华为昇腾AI芯片产品路线图：

资料来源：conterpoint research

03

Atlas系列

Atlas系列是基于昇腾910和昇腾310 AI处理器打造的，通过使用这些处理器以及基础软件，Atlas人工智能计算解决方案被构建出来。

该解决方案涵盖了从Atlas系列模块、板卡、小站、服务器到集群的丰富产品形态。

昇腾全栈AI 软硬件平台，构筑智能世界的基石：

资料来源：华为

其中包括AI训练集群Atlas900、AI训练服务器Atlas800、智能小站Atlas500、AI推理与训练卡Atlas300和AI加速模块Atlas200等产品。

例如，Atlas 800 推理服务器（型号：3000）具有高算力和高能效特点，最大可支持8个Atlas 300I/V Pro，提供强大的实时推理能力，广泛应用于中心侧AI推理场景。另一方面，Atlas800训练服务器（型号：9010）具有高算力密度等特点，可提供2.24PFLOPS FP16算力，广泛应用于深度学习模型开发和训练。

值得一提的是，Atlas900AI训练集群具有高达256PFLOPS的算力。为了实现这样的算力，如果使用通用CPU，需要6195个机柜，GPU需要208个机柜，而NPU如昇腾只需要128个机柜。这展示了昇腾系列AI处理器的高效性和紧凑性。

Atlas900:

04 华为昇腾生态合作伙伴梳理

华为昇腾生态伙伴包含整机硬件伙伴、IHV硬件伙伴、应用软件伙伴、一体机解决方案伙伴以及生态运营伙伴五大类。

其中，整机硬件伙伴有13家、IHV硬件伙伴有6家、软件伙伴大约1200家。

华为昇腾整机合作伙伴：

资料来源：昇腾官网

华为昇腾生态上下游相关布局厂商包括神州数码、拓维信息、麒麟信安、软通动力、常山北明、科大讯飞、海量数据、英方软件、恒为科技、润和软件、四川长虹、中科创达、高新发展、亚联发展、多伦科技、云从科技、开普云、神思电子、中孚信息、零点有数、川大智胜等。

神州数码2020年开启了与华为昇腾产品线的合作，是华为第一批人工智能服务器三家合作伙伴之一，也是昇腾优选级合作伙伴；神思电子2020年9月加入昇腾万里ISV伙伴计划，成为首批昇腾万里伙伴；润和软件2021年底润和软件加入昇腾万里伙伴计划。

软通动力在多地的昇腾AI生态创新中心，均扮演多样化算力能力服务商的角色；四川长虹子公司四川虹信打造基于昇腾的天宫系列AI服务器，包括AT800（Ｍodel 3000）等。

拓维信息华为“鲲鹏/昇腾AI+开源鸿蒙”软硬一体战略合作伙伴；恒为科技与华为在网络可视化等业务上有深入的合作关系；川大智胜作为华为首批 15 个生态伙伴之一，已经完成在昇腾芯片，鲲鹏服务器上的三维人脸识别算法的平台适配以及智慧园区的方案实施；彩讯股份是华为首百家鲲鹏+昇腾ISV合作伙伴之一，是华为智能计算的安全邮件系统合作伙伴。