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

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(guò)去了6年，CloudEngine 12800在云時(shí)代大獲成功，CloudEngine 16800顯然是華為堅(jiān)定押寶在AI時(shí)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(huì)地點(diǎn)選在了北京國(guó)貿(mào)大酒店，北京的CBD核心區(qū)迎來(lái)送往，數(shù)據(jù)中心交換機(jī)其實(shí)也是這么個(gè)角色，只不過(guò)運(yùn)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(shuō)是因?yàn)樵缙诶L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(hù)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(gè)說(shuō)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(hù)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(guò)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(lái)滿(mǎn)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(guò)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(lèi)終端接入互聯(lián)網(wǎng)也是依靠各種交換機(jī)和路由器來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，如此龐大的流量其實(shí)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(shuō)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(lái)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。”

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入AI時(shí)代

了解到，上一代產(chǎn)品CloudEngine 12800以82%的復(fù)合增長(zhǎng)率連續(xù)六年增速全球第一，已在全球6400+個(gè)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(méi)出）全年中國(guó)數(shù)據(jù)中心交換機(jī)市場(chǎng)份額排名第一，為39.48%，超過(guò)第二名6個(gè)百分點(diǎn)，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(chǎng)一路走高，2013年華為成為增長(zhǎng)最快的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)廠商；2014年年增長(zhǎng)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(guó)廠商；2016年中國(guó)區(qū)市場(chǎng)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(chǎng)景是核心交換機(jī)與TOR交換機(jī)通過(guò)端口互聯(lián)，采用TRILL、VxLAN等協(xié)議組建無(wú)阻塞二層網(wǎng)絡(luò)。

華為在發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)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(chǎng)表示，AI時(shí)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(lái)五年，數(shù)字洪水增長(zhǎng)20倍，現(xiàn)有100GE的網(wǎng)絡(luò)無(wú)法支撐；

計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)深度融合，人工定位網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題需數(shù)小時(shí)。

相對(duì)應(yīng)的，在華為看來(lái)，AI時(shí)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(shí)現(xiàn)0丟包低時(shí)延高吞吐的無(wú)損數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)主要包括靠?jī)牲c(diǎn)：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(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)交換隊(duì)列動(dòng)態(tài)ECN門(mén)限，隊(duì)列緩存的智能調(diào)整，并在最佳時(shí)刻給予發(fā)送端最快的反饋，實(shí)現(xiàn)源端發(fā)送速率的動(dòng)態(tài)調(diào)整；

另一方面是整網(wǎng)全局調(diào)優(yōu)，CloudEngine 16800承載獨(dú)創(chuàng)的iLossLess智能無(wú)損交換算法，能夠?qū)θW(wǎng)流量進(jìn)行實(shí)時(shí)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(diǎn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)百萬(wàn)流和基于應(yīng)用的隊(duì)列自適應(yīng)不同場(chǎng)景的全局網(wǎng)絡(luò)自?xún)?yōu)化能力。從而在零丟包基礎(chǔ)上獲得更低時(shí)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(chǔ)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(mǎn)足AI時(shí)代5倍流量增長(zhǎng)需求，為了滿(mǎn)足AI流量需求，華為主要強(qiáng)調(diào)了三個(gè)“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(yàn)的是信號(hào)高速傳輸能力， 400G接口系統(tǒng)內(nèi)互連信號(hào)頻率53G以上，信號(hào)的頻率每翻一倍，PCB線路板信號(hào)衰減就會(huì)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(wèn)題，當(dāng)信號(hào)傳輸速率提升的時(shí)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(wú)損材料及高分子鍵合技術(shù)的制作工藝，將電信號(hào)的傳輸效率提升30%，滿(mǎn)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(gè)雙路輸入智能切換的電源模塊，采用磁吹滅弧和大勵(lì)磁技術(shù)實(shí)現(xiàn)ms級(jí)快速切換，21個(gè)電源模塊就可以實(shí)現(xiàn)原來(lái)40個(gè)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(shí)現(xiàn)在兩個(gè)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(gè)重要體現(xiàn)，CloudEngine 16800散熱系統(tǒng)包括單板級(jí)和系統(tǒng)級(jí)。單板散熱方面，芯片會(huì)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(jì)的關(guān)鍵，CloudEngine 16800采用獨(dú)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(tái)每年節(jié)省32萬(wàn)度電，約合26萬(wàn)元電費(fèi)，減少碳排放250余噸。獨(dú)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(jí)了硬件交換平臺(tái)，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(shí)單比特功耗下降50%，還綠色節(jié)能。

向自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)

使能自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)，秒級(jí)故障識(shí)別、分鐘級(jí)故障自動(dòng)定位。秒級(jí)故障識(shí)別、分鐘級(jí)故障自動(dòng)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(jí)的智能化水平，使得交換機(jī)具備本地推理和實(shí)時(shí)快速?zèng)Q策的能力；通過(guò)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(yùn)維架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)秒級(jí)故障識(shí)別和分鐘級(jí)故障自動(dòng)定位，使能自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)加速到來(lái)。同時(shí)，該架構(gòu)還可大幅提升運(yùn)維系統(tǒng)的靈活性和可部署性。

CloudEngine16800作為一款面向AI時(shí)代的數(shù)據(jù)中心交換機(jī)，提出了一個(gè)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(gè)方向。獲悉，早在2017年，思科就以1.25億美元的代價(jià)收購(gòu)了人工智能初創(chuàng)公司MindMeld，彼時(shí)就給AI交換機(jī)這個(gè)新物種帶來(lái)了一些期待，但后來(lái)卻鮮有聲音，在全球市場(chǎng)華為拔得頭籌，是否會(huì)掀起行業(yè)對(duì)于該類(lèi)產(chǎn)品的追捧？競(jìng)品遍地開(kāi)花的情況可能不會(huì)太遙遠(yuǎn)，不過(guò)其他廠商首先要妥當(dāng)解決AI芯片的問(wèn)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(wú)數(shù)次提及的萬(wàn)門(mén)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(jì)算機(jī)&通信），數(shù)字程控交換機(jī)就是計(jì)算機(jī)和通信的組合，至于08就是圖個(gè)吉利。

萬(wàn)門(mén)C&C08交換機(jī)救了當(dāng)時(shí)的華為，華為后來(lái)不少副總裁級(jí)別領(lǐng)導(dǎo)都出自該部門(mén)，華為也從彼時(shí)進(jìn)入到傳輸、移動(dòng)、智能、數(shù)通等領(lǐng)域。CloudEngine 16800會(huì)是華為引領(lǐng)AI時(shí)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(cè)，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(yǔ)音/視頻等）依賴(lài)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(duì)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(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等，同時(shí)Gartner認(rèn)為AI驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)變革即將開(kāi)始，一方面，AI業(yè)務(wù)運(yùn)行對(duì)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(shí)延；另一方面，AI驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)部署運(yùn)維重構(gòu)，即從人工運(yùn)維到AIOPS，關(guān)鍵詞包括意圖驅(qū)動(dòng)、預(yù)測(cè)性維護(hù)、自治自愈、自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)、無(wú)人值守等。

此前總結(jié)，“談云不談網(wǎng)，都是耍流氓”，用以說(shuō)明云網(wǎng)協(xié)同的重要性，云計(jì)算必須有足夠的網(wǎng)絡(luò)能力支撐。而其實(shí)計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)的發(fā)展中，存儲(chǔ)介質(zhì)有了閃存盤(pán)，時(shí)延降低不止100倍，計(jì)算領(lǐng)域的GPU和AI專(zhuān)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。

同時(shí)觀測(cè)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(shì)？對(duì)此，華為交換機(jī)與企業(yè)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品線總裁鐘開(kāi)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(mǎn)足運(yùn)維要求就需要專(zhuān)業(yè)的人來(lái)做專(zhuān)業(yè)的事，華為多年來(lái)的積累能為客戶(hù)提供全套解決方案。

CloudEngine 16800現(xiàn)場(chǎng)實(shí)拍圖

超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的數(shù)量不斷增加，計(jì)算、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)三網(wǎng)融合，傳統(tǒng)人工運(yùn)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(yùn)維的能力，關(guān)于AI運(yùn)維，業(yè)內(nèi)也有不同觀點(diǎn)，認(rèn)為AI運(yùn)維現(xiàn)在還是概念化階段，至多是簡(jiǎn)單運(yùn)維管理的自動(dòng)化、批量化操作。

其實(shí)不管是內(nèi)嵌AI芯片，還是智能運(yùn)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(shí)推陳出新，比如1280012008E16800三大產(chǎn)品硬件平臺(tái)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?xún)r(jià)比加服務(wù)模式讓華為收割市場(chǎng)，CloudEngine 16800則在性能上更進(jìn)一步，適合于AI時(shí)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(shí)代有其必然性，但同樣有很大的演進(jìn)空間。