你觉得CPU未来的发展的前景如何?

你觉得CPU未来的发展的前景如何?,第1张

随着科学的不断发展,生活当中各种各样的电子产品层出不穷,但是这些电子产品都要使用各种各样的材料进行组合,其中最关键的就是各种电子产品当中的C P U。这可以说是一个中心处理器,可以帮助电子产品进行快速的计算和分析,使我们更加便捷的使用这些电子产品,比如说,日常所使用的手机和电脑在生活当中,就可以分析日常的习惯并且记录,并且保证每次使用的时候可以更加方便,所以说C P U的发展前景还是非常不错,未来的发展强劲。根据数据进行了统计来看的话,近几年的发展速度基本呈指数升涨,C P U市场前景和发展趋势还是非常广阔,我们国家政府对国产CPU领域政策支持不断的提高,对该领域的支持力度也在逐步加大,政策日趋完善,为的就是能够支持企业通过兼并重组和国际合作的方式,把CPU做得更强更大,提高国产化能力,加强应用扶持,推动国产化采购工作,将国产C P U芯片制作更完善能够加强人才的培养,而且我们国家仍然是最大的C P U消费市场需求量非常大。比如说计算机用户基数就十分庞大,和其他的电子政务以及交通,金融,水利通信等,这些方面的信息基础设施领域都需要我们国家C P用应用来进行保证。所以说C P U对未来行业应用具有很好的示范和引领作用C P U作为智能化的核心部件,在未来一定会广泛应用于各种系统当中,所以说C P U未来的发展前景非常的广泛,无论是我们国内还是国际都可以保证C P U的快速发展,因为我们国内市场对于CPU的使用基本上都是通过进口来维持。所以说,未来国内C P U的潜力巨大。

行业主要上市公司:中国长城(000066)、中科曙光(603019)、英特尔公司(INTC)、高通(QCOM)、超威半导体(AMD)、国际商业机器公司(IBM)等。

本文核心数据:CPU专利申请数量、CPU专利区域分布、CPU申请人排名、专利市场价值

全文统计口径说明:1)搜索关键词:CPU及与之相近似或相关关键词;2)搜索范围:标题、摘要和权利说明;3)筛选条件:简单同族申请去重、法律状态为实质审查、授权、PCT国际公布、PCT进入指定国(指定期),简单同族申请去重是按照受理局进行统计。4)统计截止日期:2021年9月17日。5)若有特殊统计口径会在图表下方备注。

1、全球CPU行业专利申请概况

(1)技术周期:处于成长期

2011-2019年,全球CPU行业专利申请人数量及专利申请量均呈现增长态势。虽然2020年全球CPU行业专利申请人数量及专利申请量有所下降,但是这两大指标数量仍较多。整体来看,全球CPU技术处于成长期。

注:当前技术领域生命周期所处阶段通过专利申请量与专利申请人数量随时间的推移而变化来分析。

(2)专利申请量及专利授权量:2020年专利申请量及授权量均有所下降

2011-2019年全球CPU行业专利申请数量呈现逐年增长态势,2020年全球CPU行业专利申请数量有所下降,为28424项。

在专利授权方面,2011-2017年全球CPU行业专利授权数量逐年增长,2019年开始出现下降趋势,2020年全球CPU行业专利授权数量为13744万项,授权比重仅为4835%。

2021年1-9月,全球CPU行业专利申请数量和专利授权数量分别为5657项和776项,授权比重为1372%。截止2021年9月17日,全球CPU行业专利申请数量为2104万项。

注:①专利授权率表明申请的有效率以及最终获得授权的提交申请成功率。

②统计说明:如果2012年专利申请在2014年获得授权,授予的专利将在2012年专利申请中显示。

(3)专利法律状态:“有效”数量占比超75%

目前,全球CPU大多数专利处于“审中”和“有效”状态,两者CPU专利总量分别为511万项和1578万项,占全球CPU专利总量的243%和7501%。PCT制定期内的CPU专利数量为1452项,占全球CPU专利总量的069%左右。

(4)专利市场价值:总价值高达百亿美元,3万美元以下专利数量较多

目前,全球CPU行业专利总价值为28254亿美元。其中,3万美元以下的CPU专利申请数量最多,为1233万项;其次是3万-30万美元的CPU专利,合计专利申请量为577万项。大于3百万美元的CPU专利申请数量最少,为1399项。

统计口径:按每组简单同族一个专利代表的去重规则进行统计,并选择同族中有专利价值的任意一件专利进行显示。

2、全球CPU行业专利技术类型

(1)专利类型:发明专利占比高达6927%

在专利类型方面,目前全球有1447万项CPU专利为发明专利,占全球CPU专利申请数量最多,为6927%。实用新型CPU专利和外观设计型CPU专利数量分别为637万项和521项,分别占全球CPU专利申请数量的3048%和025%。

(2)技术构成:第一大技术占比超过20%

从技术构成来看,目前“G06F9 程序控制装置,例如,控制单元(用于外部设备的程序控制入G06F13/10)[201801]”的专利申请数量最多,为13028项,占总申请量的1534%。其次是“H04L29 H04L1/00至H04L27/00单个组中不包含的装置、设备、电路和系统〔5〕[200601]”,专利申请量为11215项,占总申请量的1321%。

(3)技术焦点:十大热门

全球CPU前十大热门技术词包括输出端、便携式、终端设备、电子设备、散热器、计算系统、中央处理模块、检测系统、机器人、输入端。进一步细分来看,CPU技术热门词包括传感器、服务器、控制器、CPU、存储器等。具体情况如下:

注:旭日图内层关键词是从最近5000条专利中提取。外层的关键词是内层关键词的进一步分解。

(4)被引用次数TOP专利:甲骨文公司专利被引用超过千次

甲骨文公司申请的“用于管理虚拟服务器的系统和方法”(专利号:US20050120160A1)是被引用次数最多的CPU专利,被引用次数超过1000次。其它被引用次数前十大专利如下所示:

3、全球CPU行业专利竞争情况

(1)技术来源国分布:中国占比最高

目前,全球CPU第一大技术来源国为中国,中国CPU专利申请量占全球CPU专利总申请量的5832%;其次是美国,美国CPU专利申请量占全球CPU专利总申请量的1599%。日本和韩国虽然排名第三和第四,但是与排名第一的中国专利申请量差距较大。

统计说明:①按每件申请显示一个公开文本的去重规则进行统计,并选择公开日最新的文本计算。②按照专利优先权国家进行统计,若无优先权,则按照受理局国家计算。如果有多个优先权国家,则按照最早优先权国家计算。

(2)中国区域专利申请分布:广东申请最多

中国方面,广东为中国当前申请CPU专利数量最多的省份,累计当前CPU专利申请数量高达28800项。江苏、北京、浙江当前申请CPU专利数量均超过1万项。中国当前申请省(市、自治区)CPU专利数量排名前十的省份还有上海、山东、四川、河南、湖北和安徽。

统计口径说明:按照专利申请人提交的地址统计。

(3)专利申请人竞争:国家电网公司夺得桂冠

全球CPU行业专利申请数量TOP10申请人分别是国家电网公司、NEWGIN KK、佳能株式会社、国际商业机器公司、华为技术有限公司、英特尔公司、卡西欧计算机株式会社、三星电子株式会社、苏州浪潮智能科技有限公司和株式会社三共。

其中,国家电网公司CPU专利申请数量最多,为2471项。NEWGIN KK排名第二,其CPU专利申请数量为1722项。

注:未剔除联合申请数量。

intel 公司CPU的发展史
公司是IT史上最伟大的公司之一,尤其是在处理器领域,甚至可以说Intel公司三十多年的发展史就是PC处理器的进化过程。从最早的存储器(Intel创业发家靠的就是存储器)到最新的“Tera-scale” 万亿次芯片技术,Intel推出了无数处理器,它们中的有些在市场上大放光芒,有的却又黯然离场。梳理Intel公司的处理器产品线,我们从中撷取了15 款可说最经典的X86处理器(嵌入式等领域的处理器暂不考虑),回顾这些处理器的历史不仅是为了温故更为了知新,我们看到处理器性能越来越强大,功耗却在渐渐降低,未来的处理器有望继续延续这一道路,可以说是会“更好更强大”。下面就让我们一起看看15款处理器的光辉时刻吧!
1、8086:第一款PC处理器
8086是第一款面世的X86 CPU-在此之前,英特尔公司已经发布了4004,8008,8080,8085等CPU。8086可以使用外部20位地址总线管理1MB的内存。不过 IBM选定的477MHz速度实在是有些低了,在最终退市前它的速度可以达到10MHz。
世界上第一台PC使用的处理器就是8086的衍生品-仅有8位(外部)数据总线的8088。有趣的是,美国航天飞机上的控制系统用的就是8086处理,2002年的时候NASA(美国宇航局)还在eBay上购买了几块8086,因为英特尔早已不再供货了。
2、80286:支持16MB内存,依然是16位
发布于1982年的80286在同频率下性能要三倍于8086处理器。它可以支持16MB内存,不过依然是16 位处理器。它是第一款带有MMU(内存管理单元,memory management unit)模块的处理器,使得它可以管理虚拟内存。和8086一样,它也没有浮点运算单元(FPU),不过它可以使用X87协处理器。它的最大频率为 125MHz,相比之下,竞争对手的速度已经能够达到25MHz了。
3、80386:32位,高速缓存
英特尔公司的80386是第一款32位的X86处理器,有好几个版本存在,其中最知名的是16位数据总线的 386 SX(Single-word eXternal)和32位数据总线的386 DX(Double-word eXternal),其余的两个版本就不值一提了:386 SL首次提供了(外部)缓存管理功能,386 EX用在了太空计划中(哈勃望远镜使用的就是它)。
4、486:首次拥有APU(浮点运算单元)和Multipliers(乘法器)
486的出现则是一个时代的标志,很长时间内486 DX2/66都是游戏玩家的最低配置。这款发布于1989年的CPU带来了几项有趣的新功能:板载APU,数据缓存和第一个时钟乘法器。板载APU和 x87协处理器的搭配组成了486 DX(不是SX)系列。处理器内部拥有一块8KB L1缓存(写回速度比写入速度稍快些),同时也使主板上具备集成L2缓存的可能(运行在总线频率下)。
第二代486开始拥有一个CPU乘法器,随着DX2(2组乘法器)和DX4(3组乘法器)系列的发布,处理器的频率开始高于FSB(前端总线)的频率。还有一个小故事,作为486SX的APU出售的487SX实际上就是屏蔽掉部分核心的486DX。
5、Pentium:带来麻烦的BUG
1993年面世的Pentium引人注意的原因很多:放弃传统数字命名方式,因为Intel被禁止使用数字作为商标,最出名的就是它的一个BUG,第一代Pentium的某些除法 *** 作会产生不正确的结果,尽管英特尔很快更换了这些处理器,但是不良影响已经造成,这个罕见的BUG一度让IT媒体的报道铺天盖地。
Pentium总共有三个不同版本出售,最初的没有CPU乘法器,第二个版本带有一个乘法器(其包括著名的Pentium 166),最后的则开始支持X86架构的SIMD指令集-MMX,Pentium MMX还增加了L1缓存的大小,并做了小幅改进。这是英特尔公司第一款能同时执行两条指令的X86 CPU,它的L2缓存集成于主板上,运行频率等同FSB频率。
这里我们解释一下Pentium 的这个BUG:使用FPU进行的某些计算会导致不正确的结果。出现这个错误的几率非常罕见,况且Inel也迅速免费更换了问题产品。下面是Pentium出错的一个实列:
41958350/31457270 = 1333 820 449 136 241 002 (正确结果) 41958350/31457270 = 1333 739 068 902 037 589( 问题Pentium上的错误结果)
6、Pentium Pro:首次支持超过4GB的内存
发布于1995年的Pentium Pro是首款支持超过4GB内存的处理器,它利用36位物理地址扩展(PAE)技术最大可支持64GB内存。这款CPU也是第一款P6架构(酷睿2核心也源自于此)处理器,也是首次在CPU内部集成L2缓存。实际上256KB到1MB的缓存置于CPU核心旁边,而且与CPU同速,不再是板载方式。
这款CPU也有一个性能问题,运行32位程序性能很不错,但是运行16位程序(例如Windows 95系统)就就慢得多了,因为16位的寄存器管理32位的寄存器可能有些问题,这抵消了Pentium Pro的乱序执行架构的优势。
7、Pentium II and III: 同门兄弟
发布于1997年的Pentium II是Pentium Pro开始走向普通公众的产物(Pentium Pro叫好不叫座),整体上与Pentium Pro很相似,只是缓存方面有些不同,L2缓存不再与CPU核心保持同速(这么做的代价高昂),P II的512KB 缓存工作于CPU半速,另外Intel抛弃了传统的封装方式,开始把L2缓存也封装在外壳内部,不再像之前那样集成在主板上或者处理器内。
相比Pentium Pro,Pentium II原生支持MMX(SIMD)指令,拥有双倍的L2缓存。1999年发布的Pentium III(Katmai核心)除了支持SSE(SIMD)指令外其他方面与Pentium II是一样的。
Pentium II and III都有512KB L2缓存,但使用180nm工艺制造的Pentium II 移动版Dixon只有256KB L2缓存,不过这款处理器的运行速度比桌面版快多了。
8、Celeron and Xeon:瞄准低端/高端
90年代后期,Intel推出了两个熟知的品牌:Celeron(赛扬)and Xeon(至强)。前者瞄准入门级市场,后者意图染指服务器和工作站领域。第一代赛扬其实就是阉割掉L2缓存的Pentium II,当时其性能可以说非常烂,相比之下那时至强拥有更大的L2缓存。直到现在这两个品牌依然存在:面向入门级的赛扬(通常是减少L2缓存,降低FSB速度),以及面向服务器领域的至强(高频率,高FSB速度和大容量缓存)。
Intel后来还是给赛扬增加了L2缓存(只有128KB),其中赛扬300A凭借着50%的超频幅度长时间内都是市场上最炙手可热的明星产品。
与PⅡ一样,至强外壳内也有外置L2缓存,容量介于512KB到2MB之间,晶体管数量在31M到124M之间。
9、冲击1GHz的Pentium Ⅲ
Coppermine核心的Pentium Ⅲ是Intel历史上首款达到1Ghz的X86处理器,之后甚至推出了113GHz的型号,不过由于不稳定它很快退出了市场。新版Pentium Ⅲ提高了核心内的L2缓存容量,要比早期外置512KB L2缓存的型号运行的更快,Intel宣称它还可以加速网络冲浪。共有三个版本的P Ⅲ发布:服务器级(Xeon),入门级(Celeron),移动版(第一次引入SpeedStep技能技术)。
2002年又发布了一个改进版:Tualatin(图拉丁)奔三,其拥有512KB L2缓存,使用更先进的130nm工艺制造。原本它是Intel准备用于服务器和移动市场的,因而它在消费级市场也只是昙花一现,并不为人熟知。
10、Pentium 4:高噪音低性能的代名词
2000年Intel宣布了新一代的处理器-Pentium 4。尽管有着更高的时钟频率(最低速度都达到了14GHz),但是同频率的性能表现比竞争对手的要差远了,ADM的Athlon(甚至是自家的 Pentium Ⅲ)在相同的频率下都比它运行的快。最要命的是,Intel决定弃主流的内存规格不顾,只支持RAMBUS的RDRAM内存(当时唯一能满足 Pentium 4带宽需求的内存),但是最后失败了。尽管价格昂贵,发热量也大,Pentium 4依靠多项技术改进(如加入L3缓存,支持超线程技术)还是在市场上生存了几年。
市场上一共有Mobile(新增了一组变量乘法器),Clerlon(精简了L2缓存),Xeon(加入L3缓存)三种P4处理器有售。超线程技术和L3首先出现在服务器市场上,之后引入到了普通处理器上(L3缓存也只是出现在EE至尊级型号上)。
这里提一下FSB,借着名为QDR(四倍速数据传输)技术的支持它的速度要四倍快于额定时钟频率。400MHz的总线速度实际上只有100MHz,533MHz也只有133MHz的真实速度。2005年Intel还发布了64位P4处理器,后文我们将谈到它。
11、Pentium M:在膝上型电脑市场上开始发力
2003年Portable PC(便携型电脑)市场开始爆发式地增长。此时Intel只有两款CPU可供选择:落后的图拉丁P3和P4,但P4巨大的发热量决定了它不可能适于便携型电脑处理。就在此时,从以色列实验室来了一个救星:Banias(又名Pentium M)。这款基于P6架构(与Pentium Pro一样)的处理器拥有超越P4的高性能,而且功耗超低。它成了英特尔迅驰(Centrino)平台的处理器,在2004年又被更快的Dothan核心取代。Pentium M在移动平台留下了深深的烙印,Stealey(A100)至今还在使用Dothan架构(只不过频率低些功耗低些罢了)。
与桌面版P4一样,其FSB也是四倍速于额定频率(QDR),插槽使用了Socket 479,实际上只有478个针脚,不过每个针脚的定义与桌面P4的Socket 478不一样。
12、Pentium 4:开始支持64位,变身双核
2005年Intel两次改进了P4处理器:先是带来Prescott-2M,接着又发布了Smithfiel核心产品。前者是基于Proscott的64位处理器,后者是一款双核处理器。他们和P4很相似,面临的问题是也是一样的:低IPC(每周期指令)运算量,难于提高频率。这两款处理器已经不是Intel重点关注的了,(他们的重心在未来的酷睿2),何况Pentium D说是双核心处理器,实际不过是在一个外壳里封装了两个Proscott核心罢了。
有趣的是,虽然面向消费级市场的P4并不支持PAE技术(使用36位而非32位管理内存),因此最大支持内存被限制在4GB,但它可以突破这个限制。实际上地址总线依然限于36位(Xeon上是40位),但PAE技术已经成了历史―64位程序可以可以充分利用所有内存。
某些特定型号上可以支持超线程技术(Xeon和EE至尊版),Intel稍后又发布了65nm的9x0系列P4,不过并没有什么重要改进。
13、第一款移动版双核
2006年Intel宣布了酷睿双核处理器。这是第一款面向便携式电脑设计的双核处理器,拥有极佳的性能,至少比P4快多了。这也是第一款真双核X86处理器,共享缓存设计,之前的Pentium D双核更像是一个外壳内封装两个处理器。酷睿处理器是Intel迅驰平台的重要组成部分,在市场上取得了巨大的成功。唯一的缺点就是还是32位处理器,不像P 4那样支持64位技术。
单核的Core Solo也出现在了市场上,这款追求低功耗的产品FSB速度由667 MHz降到了533MHz,它被应用在了服务器上(代号Sossaman)。这也是专为移动设计的CPU首次用在服务器领域。实际上酷睿处理器没有使用酷睿2处理器的架构,在便携PC市场上它很快被Merom核心的酷睿2取代了。另外,Yonah核心的Socket 479插槽和Pentium M的Socket 479插槽是不一样的(尽管名字一样)。
14、今天的中流砥柱:酷睿2
2006年Intel发布了酷睿2处理器,接着它就变成了市场上的抢手货。这款源自Pentium M的处理器拥有全新的Core架构。此前Intel有两个产品线:专注桌面市场的P4和主攻移动市场的Pentium M,二者还共同构筑了服务器产品线。而现在,Intel只需要一个微架构就可以满足各个产品线,一个64位的酷睿2就可以打遍从低端到高端,从桌面,到便携再到服务器的所有领域。
酷睿2架构在市场上拥有众多型号,主要根据配置的不同来划分等级,包括核心数量的不同(从1到4,单核到四核),缓存大小(从512KB到12MB),FSB快慢(从400MHz到1600MHz)。
下表所示的是最初的酷睿2数据,不过最新的45nm版也同样适用。
移动版Merom规格大体相同,只是FSB略微降低了些,而EE至尊版速度更快些。酷睿2也有四核的,实际上只是两个Core核心封装在一起。45nm酷睿2(Penryn)缓存更大,发热量更低,但是基本架构根跟上面的差不多。
15、未来:Nehalem,Atom等等
当然这些只是本文的一部分,有关AMD处理器(也包括AMD-ATI显卡在内)的第二部马上就要来到。Intel X86处理器的故事不会随着Core 2 Duo结束,有关Intel未来处理器的部分已经在计划中,因为Nehalem,Atom也是X86处理器。而且据透露,Intel进入显卡市场的 Larrabee也是基于X86处理器核心的。
除了Intel、AMD还有威盛(VIA)和我国的龙芯等。

美国云计算概念发展较早,市场规模全球占比第一

近年来,各国政府从国家层面重视云计算发展,美国政府发布《联邦云计算战略》,借助云计算降低政府信息化开支,带动美国云计算服务业。研发和推广云计算技术已列入《欧洲2020战略》,是“欧洲数字化议程”的重要组成部分。日本政府提出了“u-Japan战略”,迅速而有重点地推进高度信息化社会的建设。

2020年,全球经济出现大幅萎缩,以IaaS、PaaS和SaaS为代表的的全球公有云市场增速放缓至131%,市场规模为2083亿美元。整体来看,北美、欧洲、亚太地区云计算市场发展较为成熟。其中美国云计算市场规模占全球比重超过40%,2020年约为44%;欧洲地区占比在19%左右;亚太地区为全球云计算市场增速最快的地区,2020年中国和日本占比分别达16%和4%。

注:根据Gartner统计口径,此处云计算为公有云服务市场,仅包含IaaS、PaaS和SaaS服务规模。

美国云计算企业在全球中占主要地位,技术成熟度较高

分析美国云计算行业发展现状,当前该国拥有全球领先的IT企业,如微软、IBM、谷歌、亚马逊以及甲骨文等,这些云服务企业占领了全球大部分云服务市场。从公有云细分市场来看,公有云IaaS+PaaS市场中,美国云计算企业亚马逊AWS、微软、谷歌、IBM份额合计占比近48%,SaaS市场中Salesforce、微软、谷歌、Oracle等代表性企业也均为美国企业。

注:内圈为2019年数据,外圈为2020年数据。

美国云计算产品与技术成熟度较高。从全球云计算科技企业的ETF指数来看,按市值排名前十企业中除SAP和Shopify以外均为美国企业,其中Adobe、Intuit、Salesforce市值分别达4122万美元、4045万美元、3904万美元,说明美国企业云计算相关技术较为领先。

注:查询日期为2021年8月11日。

美国IT巨头均布局云计算领域,云计算产品在全球广泛应用

从美国云计算企业布局情况来看,美国重量级跨国IT巨头都从不同领域和角度在“云计算”领域布局,包括亚马逊、Microsoft、IBM、Oracle(Sun)、Google等,其云计算产品和解决方案应用广泛,应用案例分布在全球快消公司、大学数据中心、科技企业、车企等。由此可见,美国云计算企业在全球的影响力较大。

—— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国云计算产业发展前景预测与投资战略规划分析报告》

当前,为推进IT支撑系统集约化建设和运营,进一步发挥集中化能力优势,IT云成为运营商IT支撑系统建设的基础架构。但在IT云资源池部署过程中,服务器技术面临多个新挑战,主要体现在以下3个方面。


在性能方面,人工智能(AI)应用快速扩张,要求IT云采用高性能GPU服务器。AI已在电信业网络覆盖优化、批量投诉定界、异常检测/诊断、业务识别、用户定位等场景规模化应用。AI应用需求的大量出现,要求数据中心部署的服务器具有更好的计算效能、吞吐能力和延迟性能,以传统通用x86服务器为核心的计算平台显得力不从心,GPU服务器因此登上运营商IT建设的历史舞台。


在效率成本方面,IT云部署通用服务器存在弊端,催生定制化整机柜服务器应用需求。在IT云建设过程中,由于业务需求增长快速,IT云资源池扩容压力较大,云资源池中的服务器数量快速递增,上线效率亟需提高。同时,传统通用服务器部署模式周期长、部署密度低的劣势,给数据中心空间、电力、建设成本和高效维护管理都带来了较大的挑战。整机柜服务器成为IT云建设的另一可选方案。


在节能方面,AI等高密度应用场景的快速发展,驱动液冷服务器成为热点。随着AI高密度业务应用的发展,未来数据中心服务器功率将从3kW~5kW向20kW甚至100kW以上规模发展,传统的风冷式服务器制冷系统解决方案已经无法满足制冷需求,液冷服务器成为AI应用场景下的有效解决方案。


GPU服务器技术发展态势及在电信业的应用


GPU服务器技术发展态势


GPU服务器是单指令、多数据处理架构,通过与CPU协同进行工作。从CPU和GPU之间的互联架构进行划分,GPU服务器又可分为基于传统PCIe架构的GPU服务器和基于NVLink架构的GPU服务器两类。GPU服务器具有通用性强、生态系统完善的显著优势,因此牢牢占据了AI基础架构市场的主导地位,国内外主流厂商均推出不同规格的GPU服务器。


GPU服务器在运营商IT云建设中的应用


当前,电信业开始推动GPU服务器在IT云资源池中的应用,省公司现网中已经部署了部分GPU服务器。同时,考虑到GPU成本较高,集团公司层面通过建设统一AI平台,集中化部署一批GPU服务器,形成AI资源优化配置。从技术选型来看,目前运营商IT云资源池采用英伟达、英特尔等厂商相关产品居多。


GPU服务器在IT云应用中取得了良好的效果。在现网部署的GPU服务器中,与训练和推理相关的深度学习应用占主要部分,占比超过70%,支撑的业务包括网络覆盖智能优化、用户智能定位、智能营销、智能稽核等,这些智能应用减少了人工投入成本,提升了工作效率。以智能稽核为例,以往无纸化业务单据的人工稽核平均耗时约48秒/单,而AI稽核平均耗时仅约5秒/单,稽核效率提升达 90%。同时,无纸化业务单据人工稽核成本约15元/单,采用GPU进行AI稽核成本约0048元/单,稽核成本降低达968%。


整机柜服务器发展态势及在电信业的应用


整机柜服务器技术发展态势


整机柜服务器是按照模块化设计思路打造的服务器解决方案,系统架构由机柜、网络、供电、服务器节点、集中散热、集中管理6个子系统组成,是对数据中心服务器设计技术的一次根本性变革。整机柜服务器将供电单元、散热单元池化,通过节约空间来提高部署密度,其部署密度通常可以翻倍。集中供电和散热的设计,使整机柜服务器仅需配置传统机柜式服务器10%的电源数量就可满足供电需要,电源效率可以提升10%以上,且单台服务器的能耗可降低5%。


整机柜服务器在运营商IT云建设中的应用


国内运营商在IT云建设中已经推进了整机柜服务器部署,经过实际应用检验,在如下方面优势明显。


一是工厂预制,交付工时大幅缩短。传统服务器交付效率低,采用整机柜服务器将原来在数据中心现场进行的服务器拆包、上架、布线等工作转移到工厂完成,部署的颗粒度从1台上升到几十台,交付效率大大提升。以一次性交付1500台服务器为例,交付工作量可减少170~210人天,按每天配10人计算,现场交付时间可节省约17~21天。


二是资源池化带来部件数量降低,故障率大幅下降。整机柜服务器通过将供电、制冷等部件资源池化,大幅减少了部件数量,带来故障率的大幅降低。图1比较了32节点整机柜服务器与传统1U、2U服务器机型各自的电源部件数量及在一年内的月度故障率情况。由于32节点整机柜服务器含10个电源部件,而32台1U通用服务器的电源部件为64个,相较而言,整机柜电源部件数减少844%。由于电源部件数量的降低,32节点整机柜服务器相对于32台1U通用服务器的月度故障率也大幅缩减。



三是运维效率提升60%以上。整机柜服务器在工厂预制机柜布线,网络线缆在工厂经过预处理,线缆长度精确匹配,理线简洁,接线方式统一规范,配合运维标签,在运维中可以更方便简洁地对节点实施维护 *** 作,有效降低运维误 *** 作,提升运维效率60%以上,并大幅减少发生故障后的故障恢复时间。


液冷服务器技术发展态势及在电信业的应用


液冷服务器技术发展态势


液冷服务器技术也称为服务器芯片液体冷却技术,采用特种或经特殊处理的液体,直接或近距离间接换热冷却芯片或者IT整体设备,具体包括冷板式冷却、浸没式冷却和喷淋式冷却3种形态。液冷服务器可以针对CPU热岛精确定点冷却,精确控制制冷分配,能真正将高密度部署带到前所未有的更高层级(例如20kW~100kW高密度数据中心),是数据中心节能技术的发展方向之一,3种液冷技术对比如表1所示。




液冷服务器在运营商IT建设中的应用


液冷服务器技术目前在我国仍处于应用初期,产业链尚不完备、设备采购成本偏高、采购渠道少、电子元器件的兼容性低、液冷服务器专用冷却液成本高等问题是液冷服务器尚未大规模推广的重要原因。从液冷服务器在运营商数据中心领域的具体应用案例来看,运营商在IT云资源池规划和建设过程中,通常会对液冷服务器的发展现状、技术成熟度等进行分析论证。


考虑到目前液冷服务器规模化应用尚处于起步阶段,需要3~5年的引入期,因此暂时未在IT云资源池建设中进行大规模落地部署,但在部分地区有小规模应用,如中国移动南方基地数据中心已经开展液冷服务器试点应用,中国联通研究院也在开展边缘数据中心服务器喷淋式液冷系统的开发。未来,随着IT云建设规模、建设密度的继续攀升,以及液冷产业生态体系的逐步成熟,液冷服务器在IT云建设中将有更大的应用空间。


总体来看,运营商IT云资源池建设对服务器计算性能、延迟、吞吐、制冷、定制化、分布式部署等方面都提出了更高要求。未来,GPU服务器、定制化整机柜服务器、液冷服务器等新兴服务器技术将快速迭代,为运营商数据中心服务器技术的发展和演进带来新的思路和路径。


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