华为芯片20年(2)

2019年1月7日，华为发布了鲲鹏920（Kunpeng 920）服务器芯片，该芯片基于ARMv8指令集研发，采用7nm工艺，最多可达64核心，支持8通道DDR4内存及PCIe 4.0协议，因此拥有其独特的性能优势：1. 性能跑分超出之前业界标杆产品的25%，能效提高30%，但功耗反而降低；2. 双端口设计使得这款芯片的速率达到业内主流产品的两倍；3. 鲲鹏920所搭载的内存宽带超过业界主流46%，网络宽带提升四倍。华为鲲鹏芯片目前在性能上已经达到行业领先水平。

服务器芯片市场是利润丰厚的市场，之前的服务器芯片技术一直作为科技核心被美国所垄断，根据DRAMeXchange数据，全球97%的服务器用处理器为X86架构，因此英特尔是服务器领域绝对的霸主。鲲鹏920芯片的推出对于国产服务器水平的飞跃也起着极为关键的作用。尽管华为宣布鲲鹏920处理器仅供自用，但参考麒麟系列处理器发展历程，我们有理由相信，通过自采自用鲲鹏920处理器能够让ARM 架构处理器得以发展壮大。考虑到服务器市场主要是针对企业用户，这一过程将会比手机处理器面临的困难更大、花费的时间更长。

华为服务器芯片性能与其他厂商对比

除了鲲鹏920处理器，华为还推出了三款泰山（TaiShan）系列服务器，使用的就是鲲鹏920，包括TaiShan 22080、Taishan 5280/5290、TaiShan X6000，分别面向均衡服务器、存储服务器及高密度服务器市场。

1.3 昇腾芯片：全栈全场景AI解决方案

目前芯片发展开始面临一个矛盾的窘境：一方面处理器性能面临物理极限，无法按照摩尔定律进行增长；另一方面数据体量随着云、深度学习、AI等新应用兴起，对计算性能要求超过了“摩尔定律”增长的速度。处理器自然发展本身无法满足高性能应用的需求，出现了技术缺口。在这种情况下，采用专用协处理器的异构计算方式来提升处理性能成为最为理想便利的解决方案。

异构芯片在应用中通常有CPU、GPU、FPGA、ASIC四种架构选择，可提供专门的硬件加速实现各种应用中需要的关键处理功能，足以满足AIoT平台下对于芯片个性化需求。CPU与GPU是常见的通用型芯片，CPU适合逻辑控制、串行运算与通用类型数据运算，GPU拥有大规模并行计算架构，擅长处理诸如图形计算等多重任务。由于深度学习通常需要大量的但并不复杂的训练算法，因此相比CPU而言，GPU更适合深度学习运算。FPGA（现场可编程门阵列）是一直可编程的半定制芯片，具有并行处理优势，并且也可以设计成具有多内核的形态。FPGA最大的优势在于其可编程的特性，用户可以根据需要的逻辑功能对电路进行快速烧录来实现自定义硬件功能。

相较于CPU、GPU等通用型芯片以及半定制的FPGA来说，ASIC芯片的计算能力和计算效率都直接根据特定的算法的需要进行定制的，因此ASIC芯片具有体积小、功耗低、可靠性高、计算性能高、计算效率高等优势。所以在其所针对的特定的应用领域，ASIC芯片的能效表现要远超CPU、GPU等通用型芯片以及半定制的FPGA。

AI时代的四种异构芯片选择

2018年，华为发布了两颗云数据中心AI芯片：单芯片计算密度最大的昇腾910和极致高效计算低功耗的AI SoC昇腾310。

昇腾910属于Ascend Max系列，用于数据中心服务器，性能表现超过英伟达最强芯片AI V100，是全球已发布的单芯片计算密度最大的AI芯片。基于昇腾910华为还将推出大规模分布式训练系统昇腾Cluster，链接1024个昇腾910芯片，构成AI计算群，提供超高级AI计算能力，计算能力最高可达256P，使AI的训练速度达到崭新的水平。

昇腾910，昇腾cluster与现有产品的算力比较

昇腾系列AI芯片采用了华为开创性的统一、可扩展的架构，即“达芬奇架构”，实现了从极致的低功耗到极致的大算力场景的全覆盖，目前全球市场上还没有其它架构能做到。

“达芬奇架构”能一次开发适用于所有场景的部署、迁移和协同，大大提升了软件开发的效率，加速AI在各行业的应用落地。

华为在2018年全联接大会上重点介绍了全栈全场景AI解决方案。全栈全场景AI解决方案是华为曾经发布了面向政府、企业的华为云EI，以及面向智能终端的HiAI这两套解决方案的整合。

纵轴全栈是技术功能视角，是指包括芯片、芯片使能、训练和推理框架和应用使能在内的全堆栈方案。

横轴全场景包括消费类终端、公有云、私有云、各种边缘计算、IoT行业终端这5大类场景。

华为全栈全场景AI解决方案

1.4 5G芯片：基站和终端全方位布局

5G是指第五代移动通信技术，是4G之后的延伸，其峰值理论传输速度可达每秒数十Gb，相对于4G的网络传输速度快了数百倍，同时，5G还拥有毫秒级的传输时延和千亿级的连接能力，是开启万物互联、人机深度交互的通讯基础。

5G相对于4G的独特优势

5G通信的技术底层是5G芯片，5G芯片主要分为射频芯片和基带芯片。

射频芯片主要用于接受和发射信号，包含PA（功率放大器）、滤波器、开关芯片等。基带芯片主要用于对传输的信号进行调制解调。华为作为全球通信设备龙头企业，拥有众多的专利储备，因此拥有强大的基带芯片设计能力，相较之下，中国舆情网，苹果A系列芯片虽然达到世界一流水平，但是却缺乏基带芯片的设计能力，因此需要外挂第三方的基带芯片。