昇腾产业全解析：顶尖AI计算炼成记

Posted 2021-08-05 智能相对论

文|智能相对论

作者|叶远风

绝对优势摘金，得分超出第二名近20倍！

不久前，国际超算大会（ISC21）最新一期IO500排行榜上演了神奇一幕，基于昇腾AI基础软硬件的“鹏城云脑II”蝉联全系统输入输出和10节点规模系统两项世界冠军，再次刷新世界纪录。特别值得一提的是，“鹏城云脑II”在全系统输入输出性能角度的得分是第二名的近20倍，呈现碾压优势：

时间再往回拉一个月，5月31日，武汉人工智能计算中心建成投入运行，其一期建设规模100P FLOPS AI算力，相当于5万台高性能PC机，而其算力底座正是由数千颗昇腾AI处理器组成的Atlas 900 AI集群，这无疑为基于昇腾技术的“鹏城云脑II”在国际超算大会的摘金实力再添佐证。

而据悉，昇腾也即将在上海举办的2021年世界人工智能大会（WAIC 2021）上亮相，势必成为大会的瞩目焦点。

昇腾、昇腾还是昇腾……近期，昇腾可谓长居中国AI算力话题榜。它究竟是什么来头？

狭义上看，“昇腾”指的是由华为基于自主创新的DaVinci架构的AI处理器；而广义上的“昇腾”，其实更代表整个昇腾AI计算产业，它是基于昇腾系列处理器和基础软件构建的全栈AI计算基础设施、行业应用及服务。具体而言，包括昇腾系列处理器、系列硬件、CANN异构计算架构、AI计算框架、应用使能、开发工具链、管理运维工具、行业应用及服务等全产业链要素：

现在，“昇腾”之所以能够屡屡成为业界焦点，除了华为的持续深耕使其技术体系足够完善，昇腾AI计算产业生态潜移默化的行业影响力同样重要。

因此，要想透彻解读昇腾，我们需要从技术、行业与生态三个方面进行层层探究。

全栈化技术生态，支撑AI与产业深度融合

在华为品牌技术支撑以及合作伙伴积极协作下，昇腾在掌握AI根技术的基础上构建了一套从底层硬件到最终场景应用的全栈技术体系：

除了底层硬件本身自带的强大AI计算性能，全栈化的整合更能在开发层面最大程度发挥出硬件最佳性能，从而降低AI应用开发门槛，最终加速AI向场景渗透的产业进程。

具体来看，昇腾全栈技术体系大致包括AI基础硬件层、AI基础软件层和AI开发服务层。

在基础硬件方面，华为方面提供最底层的昇腾系列处理器，以此为技术体系核心。除了自家集成和推出算力产品外，华为还将关联技术开放给合作伙伴，支持硬件生态的繁荣发展。目前，已经有9家合作伙伴推出了基于昇腾模组、板卡的AI系列硬件，这个队伍还在不断壮大之中。

在基础软件层面，最值得一提的当属昇腾异构计算架构CANN 3.0。CANN 3.0是为解决算力成本高、模型开发效率低等问题而设计的“定制化”架构，能够发挥硬件算力的核心，极大提升应用可获得算力。通过CANN 3.0的架构，基于不同计算架构的硬件可以在同一个基础软件架构下发挥性能，不再因为不兼容等问题造成算力资源的浪费，尤其对于很多还拥有基于传统计算架构设备的政企组织而言意义重大。

在AI计算框架层，华为提供了重磅产品MindSpore，致力于将其打造成中国第一的AI开发框架，而MindSpore在2020年3月就正式宣布开源，到目前发展迅猛，已形成国内最活跃的AI社区，甚至有100多家高校选择MindSpore进行教学。

另一方面，昇腾计算并不排斥甚至积极兼容“非本家”的计算框架，例如Google的TensorFlow、Facebook的Pytorch，甚至百度的PaddlePaddle等，力求最大化契合不同组织的AI开发需求。

在顶层的应用层面，仅就MindSpore而言，其汇聚行业、科研及开源力量，形成繁荣的技术、行业、开源生态，已经在医疗、交通、金融、互联网、制造、能源、运营商、其他等8大行业实现商用。

总的看来，昇腾计算完备而包容并蓄的全栈化体系，正在加速AI与产业的深度融合，助力产业智能化升级。可以说，昇腾既是AI基础设施的提供者，也是千行百业的AI使能者。

契合实际、深度落地、价值迸发，昇腾行业应用解决方案已广泛铺开

拥有扎实的技术能力与产业生态合作能力，昇腾受到越来越多致力于智能化转型升级的政企组织欢迎。目前，昇腾计算已联合产业生态伙伴，推出了多行业的AI解决方案。在诸多行业获得广泛应用，提供了各场景的典型解决方案，并在实践中创造了巨大的行业价值。

在电力巡检领域，国网永川供电公司积极拓展以无人机智能巡检为核心的新技术应用，广泛应用于电网线路自主巡检等业务场景中。而这套系统的建设遇到了很多挑战，例如无人机采集的图像信息需要针对不同异常状况开发不同的模型，开发难度大，最终，在昇腾沉淀海量行业知识的大模型支持下，通过单一模型识别所有缺陷使得AI开发效率大大提升，也让智能电力巡检加快迈入了2.0时代。

在智能制造领域，美的在家用灶具品控上基于昇腾进行智能化升级，使能评估效率10倍提升，大大降低误判率。主要生产服务器、计算机、存储产品、交换机、工作站等产品的长江计算，通过引入华为昇腾系统软硬件解决方案，变革、升级了传统装配车间工作方式，实现了智能化蜕变，最终帮助企业提升了生产效率和经营效益。

在交通场景，传统高速收费体系在取消省界收费后，面临全国“一张网”情况下庞大收费站数量导致的复杂费率计算问题，也带来了费用稽核的难题，逃费现象频出。在昇腾合作伙伴的解决方案支撑下，某地省界高速实现了智能化升级，通行效率提升5倍，且通过AI进行实时的高速收费稽核，让经济损失大大减少。

在智慧城市领域，以深圳龙岗区智能城市建设为例，昇腾联合伙伴共同为政府部门提供集约化的城市政务AI算力平台，为龙岗区10多个委办局提供了超过50多项政务AI的服务，打造“秒批秒办”政务服务，助力龙岗区政数局统一管理同时极大提升各部门的处理效率及服务质量。

在科研创新领域，武汉大学在其王牌专业遥感领域，积极引入基于昇腾计算架构的系列软硬件解决方案，推动以AI方式加速相关领域的探索研究，大大提升了课题研究的效率和深度；而中科院自动化所的多模态大模型研究，则直接将昇腾作为基本的算力支撑，实现更高效率、更优性价比的AI创新研发过程。

……

有数据显示，在应用开发方面，已经有500多家合作伙伴基于昇腾开发了600多个AI应用。可以说，华为全方位使能合作伙伴，使应用的开发变得更加简单，有效降低了开发门槛，携手合作伙伴推动人工智能产业的发展。

兼具深度与广度、着眼当下与长远，昇腾已形成平台化生态

当下，人工智能已经被广泛渗透到各行业、各领域，昇腾AI计算产业也形成了平台化生态，为人工智能产业的发展提供着更强劲的助推力。从整体上看，要理解昇腾的平台化生态，需要理解在华为推动下生态本身的发展布局，以及对应的延展性与支撑性动作布局。

首先，昇腾AI计算生态总体上仍然在华为宣布的“硬件开放、软件开源、使能伙伴、人才发展”策略方向上行进。

硬件开放方面，华为让伙伴基于Atlas系列硬件进行集成和二次开发，使它们形成自有品牌的AI硬件和服务器整机产品，前文已经提到，到目前为止昇腾在这方面已经发展9家合作伙伴，其中不乏安擎、神州数码、宝德等行业龙头。

软件开源方面，AI计算框架MindSpore已全面开源，对应的MindSpore社区已上线，自2020年3月开源至今社区累计下载量超过30万+，社区伙伴包括哈尔滨工业大学、北京大学、清华大学、University of Edinburgh、人民中科、中科弘云、依瞳等知名公司/学校/机构。

使能伙伴方面，华为通过以行业聚合应用，聚焦客户业务场景，牵引生态伙伴迁移昇腾计算平台，推动大量AI行业应用长在昇腾计算平台上，现在昇腾合作伙伴已达超过500家，孵化联合解决方案600多个。这个过程中，华为采取了多维度并举的策略，例如通过Openlab和公有云等线下线上平台来帮助伙伴进行AI开发，通过区域昇腾创新中心聚合行业ISV、培育开发者，通过建设行业标准来打造术测试认证体系和服务支撑体系，以及帮助行业应用落地、推动成功案例复制推广，等等。

人才发展方面，目前昇腾已经同时聚集了超过35万开发者，而华为更着眼长远，通过与高校合作等形式为昇腾建设长期发展的人才环境。

其中，与教育部合作的“智能基座产教融合协同育人项目”，把昇腾技术知识融入到高校相关专业，目前首批已经覆盖超过72所高校，将与500多名教师合作，课程覆盖超过10万名学生，计划在未来5年逐步推广到超过2700所高校、高职、高专院校的全面覆盖。此外，华为还联合高校在教材等领域展开合作。

除此之外，在“硬件开放、软件开源、使能伙伴、人才发展”策略稳步推进的情况下，华为还从两个方面对平台化生态的发展进行着延展与支撑。

一是在深度产业赋能上，积极帮助地方政府建设人工智能计算中心，并且围绕人工智能计算中心建设生态创新中心，实现公共算力服务平台、科研创新与人才培养平台、应用创新孵化平台和产业聚合发展平台等，以集约化的方式推动区域集群式AI产业的发展。

开篇提到在5月底投入使用的武汉人工智能计算中心，就是由华为协助武汉所建设，其主要作用就是与武汉规划形成的“一芯、两网、四大应用场景”产业气候相匹配，目前，该中心已经为20+企业、4家高校及科研院所提供算力服务。

当前，深圳和武汉人工智能计算中心已建成落地，成都、南京和许昌人工智能计算中心已开工建设。

二是深度开发合作上，如前文所言，昇腾不仅仅支持MindSpore也支持业界主流AI框架，而MindSpore也开放兼容其他硬件。

事实上，华为一直把基础软件平台当作服务行业客户以及做大AI计算产业的“黑土地”，积极协同学术界、产业界共建基础软件生态，例如与第四范式等伙伴共同为业界提供深度学习平台服务。此外，华为还与55所全球高校的140多个团队合作，投入一亿人民币开启昇腾众智计划，持续补足算子和模型，推动形成功能完备、性能强大、极简易用的AI技术平台。

总而言之，昇腾作为AI计算产业一颗冉冉升起的新星，正迸发出耀眼的光芒，平台化生态推动着智能经济时代加速到来，而这离不开别后的华为支持。在平台化AI生态构筑上，华为始终坚持着“有所为、有所不为”的态度，聚焦基础软硬件平台创新，以能力与魄力与产业、学术界共建昇腾计算产业，发展AI生态，加速智能化时代的全面到来，也让中国人工智能做到技术与产业两路并行、领先世界。

*本文图片均来源于网络

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