当前，数字经济在全球范围内快速增长，并催生出一系列新应用、新场景、新技术，爆发的应用背后对算力的需求也达到了前所未有的高度和强度。尤其年初ChatGPT火爆吸睛，更是让业界看到了未来行业对算力需求，尤其是智算力需求的巨大空间。数据显示，以ChatGPT为例，从GPT到GPT-3，参数量从1.17亿到1750亿，增长1500倍，对算力规模的需求快速攀升。
“作为数字经济时代的关键生产力要素，算力需求持续攀升的同时，也面临技术多元化发展、应用场景差异化、算力能耗持续攀升等挑战。” 浪潮信息服务器产品线规划总监陈彦灵向记者表示。
为应对这些挑战，浪潮信息重磅发布新一代算力平台G7。据介绍，G7算力平台是面向智算变革创新研发的新一代算力服务器，采用开放多元的架构设计，支持广泛的通用处理器和加速芯片。G7算力平台目前已拥有46款新品，采用先进的计算、存储和互联技术，打造通用计算、AI计算、高端计算、应用优化、整机柜、一体机等产品，实现全算力业务场景覆盖。此外，G7服务器全系支持液冷，通过液冷组件的标准化设计支持单芯片千瓦级解热，一经上市即创造了多项性能纪录。
数据中心发展面临挑战
针对数据中心发展面临的挑战，陈彦灵向记者表示，在多元化挑战方面，应用的多元化意味着计算的多元化。应用场景的复杂、多样导致通用计算技术和通用芯片越来越不能更好的满足业务需求。从芯片角度来看，CPU作为通用处理器，难以满足深度学习过程中大量并行计算，为了覆盖从建模训练到推理，从边缘到数据中心的各类AI场景,人们不断优化和升级芯片，以满足数据量、参数、模型数量，以及训练时间的要求。GPU、FPGA、专用ASIC等各种芯片的应运而生进一步增加了计算系统的复杂化。此外，多元异构也增加算力的复杂化，在x86、ARM等多元算力架构下，不同架构之间的计算指令存在差异，应用生态存在差异，产品细节功能存在差异，这将带来算力高效应用的复杂化。这使得企业在进行应用平台选择时，很难做到真正的“适配”。应用、技术和架构的复杂化，刺激了对多元化算力高效应用的需求。
在能耗挑战方面，一方面芯片核数的提高基本与能耗成正比，越来越高，一方面在“双碳”目标的要求下，数据中心的能源使用效率指标面临巨大压力。数据中心用电量持续增长，电力除提供有效算力外，很大一部分额外消耗在制冷散热等非IT消耗。[RG(1]
由于开放计算组织、开源组织众多，计算多样性的同时也导致信息孤岛的存在。“目前在数据中心里面存在多个厂商、多协议、多种应用并存的情况，这些设备、应用、协议都是封闭的，无法实现互联互通，让数据中心无法实现高效的运转。”陈彦灵补充道。
支持多元算力促进应用落地
当前，算力的计算范式在发生着重要的变化，单一计算芯片无法满足复杂计算范式所要求的高效率，从而催生了多款加速算力芯片。同时，云原生的业务诉求催生了对于处理器核心的不同要求，促进了算力的多元化发展。
记者了解到，浪潮信息全新一代G7算力平台基于开放多元的架构，支持x86、ARM等国际国内8种通用处理器和51种加速芯片。面对客户业务多样化场景需求，G7算力平台从部署环境和应用环境的具体需求出发，在密度、能耗等物理设计以及计算、存储和I/O配比等逻辑设计上，进行极致化的产品定义和产品实现。浪潮信息G7算力平台针对应用负载的差异化、场景多样化，推出计算密度优化、存储密度优化、IO扩展优化、整机柜部署优化四类产品，为客户提供最佳算力应用平台。例如，面向算力要求高的客户，提供了计算密度优化的i24G7产品，2U空间4台双路节点，每U可支持384颗高性能处理器核心；面向全闪存应用场景，提供业界唯一1U 32NVMe的NF5180G7产品，1U空间可支持512TB极致闪存空间。面对大数据存算混布的场景，业界唯一的NF5266G7可以在2U空间部署28块3.5寸大容量硬盘，发挥存算匹配的极限性能。
面向边缘微中心、私有云、数据库关键业务等不同场景，浪潮信息联合SAP、VMware等合作伙伴，推出四款面向业务应用优化的G7一体机方案产品，涵盖SRDC一体机、HANA一体机、超融合服务器、大数据一体机等，让用户可以在统一的G7算力平台之上，针对每一项应用进行最佳的算力适配。
技术创新提升差异化竞争力
低功耗是算力中心的永恒目标。随着液冷技术不断更迭，其已成为新型数据中心的“标配”。浪潮信息也在2022年正式提出了“All in 液冷”的战略。此次发布的G7算力平台采用模块化冷板组件设计，全线支持液冷散热。G7液冷服务器通过自适应流速液冷冷板技术，支持单芯片千瓦级的业界最高解热，创造出6U空间最大12千瓦的业界散热密度新高度。
在系统方案层面，浪潮信息具有风液式，液液式等完善的端到端解决方案，能够为用户全方位打造液冷数据中心交钥匙工程，并且完成了业界首次液冷整机柜批量交付，实现PUE<1.1。同时，在液冷标准化与专利建设方面，浪潮信息积极参与并且联合产业上下游共同牵头制定行业标准与技术规范，推动液冷行业发展。
除了在液冷技术和产业开放规范上创新和引领，记者在G7算力平台上还看到了NVH科学降噪、听音诊断服务器黑科技技术，充分体现了浪潮信息对产品千锤百炼的极致匠心设计，为用户提供极致的性能、可靠性和能效支撑。
具体而言，由于全球变暖下碳排放压力越来越大、摩尔定律逐渐放缓等等，给算力基础设施带来了高密度、高能耗等挑战。这些挑战让服务器的系统设计面临功耗、散热、可靠性多方的掣肘和博弈，由于系统功耗不断提升，为了满足系统散热效率，一些服务器的风扇转速已经提升到了3万4千转/分钟；但风扇转速的提升又会限制硬盘存储密度的提升，机箱内风扇产生的声压会造成硬盘内部精密部件共振影响硬盘性能。服务器内硬盘读写数据时受到的噪声、振动干扰，影响读写性能。这就像汽车行驶过程中会产生内外部的噪音、振动干扰，影响车辆行驶安全一样。汽车设计师会通过NVH设计，从噪声、振动和声振粗糙度三个维度，系统优化乘车体验。而面对服务器的“NVH”设计难题，浪潮信息工程师也设计了一系列的实验系统，量化了机箱内噪音声压对硬盘读写性能的影响。浪潮信息NVH技术能够做到以10纳米精度保证磁盘读写性能。
此外，浪潮信息工程师利用机箱内噪声的特征信息，建立了基于声学探测的服务器风扇故障诊断系统。该系统拥有长达200个小时的服务器故障音训练集，可对声纹信息抽取40维MFCC特征，建立多级深度学习神经网络，能够精准辨别不同噪音背后潜在的服务器风扇故障。有了这套系统，服务器可通过内部的麦克风阵列、音频处理芯片，采集系统的多维噪音，并进行声学信号处理，然后基于主板BMC芯片中的风扇故障智能诊断模型进行分析、诊断，仅需10秒钟“听音”，就可准确预警故障状态，精准度达95%，提前从根源上彻底解决服务器风险问题，保证数据中心运行安全。
文章来源：中国电子报、电子信息产业网
