2019.01.09，華為將數據中心網絡推入了AI時代。

1月9日消息，華為正式推出內置自家AI芯片昇騰310的數據中心交換機CloudEngine 16800，也是業(yè)界首款搭載高性能AI芯片的數據中心交換機。距離華為上一款旗艦產品CloudEngine 12800系列的發(fā)布已經過去了6年，CloudEngine 12800在云時代大獲成功，CloudEngine 16800顯然是華為堅定押寶在AI時代的一款拳頭產品，而且做好了打好幾年糧食的準備。

發(fā)布會地點選在了北京國貿大酒店，北京的CBD核心區(qū)迎來送往，數據中心交換機其實也是這么個角色，只不過運輸轉發(fā)的是數據。

數據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據中心之間的流量。據說是因為早期繪制網絡架構圖，從上到下（從北到南）是核心網絡設備到客戶端，從左到右（從西到東）是服務器到服務器，所以就沿用了這個說法。

南北向流量即指數據中心服務器到數據中心以外客戶端之間的流量，東西向流量即指數據中心內部服務器之間的流量。不過很大的變化是目前東西向流量已經遠超南北向流量，數據中心服務器規(guī)模的擴大，更多應用需要池化資源來滿足，服務器集群內部流量驟升。有數據顯示，2020年全球數據中心東西向流量占比將超過80%，而早期數據中心的流量80%為南北向流量。

我們平常所使用的各類終端接入互聯(lián)網也是依靠各種交換機和路由器來實現數據傳輸，如此龐大的流量其實只占兩成，這還只是非數據中心交換機，數據中心交換機將處理轉發(fā)八成流量，足以說明其重要程度。關于數據中心交換機引用一句話非常合適——“就算未來所有硬件盒子形態(tài)網絡設備終將消亡，數據中心交換機作為連接服務器的總線，將永遠存在?！?/p>

數據中心網絡進入AI時代

了解到，上一代產品CloudEngine 12800以82%的復合增長率連續(xù)六年增速全球第一，已在全球6400+個數據中心成功商用部署。另外相關數據顯示，華為2017年（2018年數據還沒出）全年中國數據中心交換機市場份額排名第一，為39.48%，超過第二名6個百分點，主要原因就是CloudEngine 12800抓住了云數據中心的發(fā)展機遇。

自2012年CloudEngine 12800發(fā)布后，華為數據中心網絡產品在市場一路走高，2013年華為成為增長最快的數據中心網絡廠商；2014年年增長率達137%；2015年華為成為唯一進入全球SDN領導者行列的中國廠商；2016年中國區(qū)市場份額第一，全球份額第三；2017年邁入Gartner數據中心網絡魔力象限的挑戰(zhàn)者象限，距離挑戰(zhàn)者象限僅一步之遙；2018年邁入數據中心SDN網絡硬件廠商領導者行列。

華為CloudEngine系列交換機包括核心交換機、虛擬交換機、接入交換機，16800就是核心交換機的旗艦，典型數據中心應用場景是核心交換機與TOR交換機通過端口互聯(lián)，采用TRILL、VxLAN等協(xié)議組建無阻塞二層網絡。

華為在發(fā)布會現場沒有言明新產品的小目標，但從產品角度可一窺華為野望。

華為網絡產品線總裁胡克文在現場表示，AI時代數據中心有三大挑戰(zhàn)：

傳統(tǒng)以太網丟包率0.1%，AI算力只能發(fā)揮50%；

未來五年，數字洪水增長20倍，現有100GE的網絡無法支撐；

計算、存儲、網絡深度融合，人工定位網絡問題需數小時。

相對應的，在華為看來，AI時代的數據中心交換機應具備三大特征：

內嵌AI芯片

業(yè)界首款內嵌AI芯片數據中心交換機，100%發(fā)揮AI算力。華為實現0丟包低時延高吞吐的無損數據中心網絡主要包括靠兩點：一方面是單流局部調優(yōu)，華為內嵌AI芯片的數據中心交換機對網絡狀態(tài)實時檢測，實現交換隊列動態(tài)ECN門限，隊列緩存的智能調整，并在最佳時刻給予發(fā)送端最快的反饋，實現源端發(fā)送速率的動態(tài)調整；

另一方面是整網全局調優(yōu)，CloudEngine 16800承載獨創(chuàng)的iLossLess智能無損交換算法，能夠對全網流量進行實時的學習訓練，并根據不同業(yè)務流量模型的特點動態(tài)設置最優(yōu)的網絡參數，更精準地控制流量，實現百萬流和基于應用的隊列自適應不同場景的全局網絡自優(yōu)化能力。從而在零丟包基礎上獲得更低時延和更高吞吐的網絡性能，克服傳統(tǒng)以太網丟包導致的算力損失，將AI算力從50%提升到100%，數據存儲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，滿足AI時代5倍流量增長需求，為了滿足AI流量需求，華為主要強調了三個“Super”

SuperFast高速互聯(lián)：新材料新工藝，100G->400G全生命周期兼容演進。從100G到高密400G，首先考驗的是信號高速傳輸能力， 400G接口系統(tǒng)內互連信號頻率53G以上，信號的頻率每翻一倍，PCB線路板信號衰減就會增大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題，當信號傳輸速率提升的時候，損耗和高頻干擾非常嚴重，存在速率極限。 華為采用新型亞微米無損材料及高分子鍵合技術的制作工藝，將電信號的傳輸效率提升30%，滿足100G到400G全生命周期兼容和能力演進。

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)界首個雙路輸入智能切換的電源模塊，采用磁吹滅弧和大勵磁技術實現ms級快速切換，21個電源模塊就可以實現原來40個模塊所達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，實現在兩個拇指大小的空間內提供1600W供電能力，使得單位空間的供電效率提升90%。

SuperCooling最強散熱，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，散熱是整機工程能力的一個重要體現，CloudEngine 16800散熱系統(tǒng)包括單板級和系統(tǒng)級。單板散熱方面，芯片會產生熱量，如何將這些熱量均勻導出單板并散發(fā)出去是散熱設計的關鍵，CloudEngine 16800采用獨有的碳納米導熱墊和VC相變散熱技術，散熱效率較業(yè)界提升4倍，整機可靠性提升20%。整機散熱方面，華為采用了業(yè)界首創(chuàng)的混流風扇，可以使得整機散熱效率達到最佳，與業(yè)界相比，平均每bit數據的功耗降低50%，相當于每臺每年節(jié)省32萬度電，約合26萬元電費，減少碳排放250余噸。獨有的磁導率馬達，靜音導流環(huán)噪音降低6dB，CloudEngine 16800真正做到了綠色節(jié)能。

CloudEngine 16800全面升級了硬件交換平臺，在正交架構基礎上，應用如上技術，使單槽位可提供業(yè)界最高密度48端口400GE線卡，單機提供業(yè)界最大的768端口400GE交換容量，交換能力高達業(yè)界平均的5倍，同時單比特功耗下降50%，還綠色節(jié)能。

向自動駕駛網絡演進

使能自動駕駛網絡，秒級故障識別、分鐘級故障自動定位。秒級故障識別、分鐘級故障自動定位，CloudEngine 16800基于內置的AI芯片，可大幅度提升“網絡邊緣”即設備級的智能化水平，使得交換機具備本地推理和實時快速決策的能力；通過本地智能結合集中的FabricInsight網絡分析器，構建分布式AI運維架構，可實現秒級故障識別和分鐘級故障自動定位，使能自動駕駛網絡加速到來。同時，該架構還可大幅提升運維系統(tǒng)的靈活性和可部署性。

CloudEngine16800作為一款面向AI時代的數據中心交換機，提出了一個新概念——數據中心AI交換機，這也是大廠分外看中的一個方向。獲悉，早在2017年，思科就以1.25億美元的代價收購了人工智能初創(chuàng)公司MindMeld，彼時就給AI交換機這個新物種帶來了一些期待，但后來卻鮮有聲音，在全球市場華為拔得頭籌，是否會掀起行業(yè)對于該類產品的追捧？競品遍地開花的情況可能不會太遙遠，不過其他廠商首先要妥當解決AI芯片的問題。

必然性與演進性

交換機在華為歷史上有著濃墨重彩的一筆，被無數次提及的萬門C&C08交換機，曾經讓任正非表態(tài)“研發(fā)不成功就跳樓”，C&C08的命名有兩層含義，一是 Country&City (農村&城市），表達了華為希望進入城市的決心；二是 Computer&Communication(計算機&通信），數字程控交換機就是計算機和通信的組合，至于08就是圖個吉利。

萬門C&C08交換機救了當時的華為，華為后來不少副總裁級別領導都出自該部門，華為也從彼時進入到傳輸、移動、智能、數通等領域。CloudEngine 16800會是華為引領AI時代數據中心網絡領域的先遣軍么？

根據華為GIV 2025（Global Industry Vision）的預測，到2025年，新增數據量達到180ZB，95%的非結構化數據（語音/視頻等）依賴AI處理。就算這些數據只有一部分存放在數據中心，對數據中心流量處理的影響也是“災難性”的。

Gartner研究總監(jiān)Owen Chen表示，AI將在很大程度上影響IT基礎架構，包括計算、存儲和網絡等，同時Gartner認為AI驅動數據中心網絡變革即將開始，一方面，AI業(yè)務運行對網絡交換提出新訴求，比如網絡要求超大帶寬（從100G到400G、800G），0丟包、E2E低時延；另一方面，AI驅動網絡部署運維重構，即從人工運維到AIOPS，關鍵詞包括意圖驅動、預測性維護、自治自愈、自動駕駛網絡、無人值守等。

此前總結，“談云不談網，都是耍流氓”，用以說明云網協(xié)同的重要性，云計算必須有足夠的網絡能力支撐。而其實計算、網絡和存儲的發(fā)展中，存儲介質有了閃存盤，時延降低不止100倍，計算領域的GPU和AI專用芯片，將數據處理能力提升了100倍以上，處理的協(xié)議由TCP/IP演進到RDMA，網絡的發(fā)展亦步亦趨，慢了一大拍。

同時觀測到，有一些超大規(guī)模數據中心采用白盒或者品牌白盒交換機，這是否已經成為一種趨勢？對此，華為交換機與企業(yè)網關產品線總裁鐘開生表示，這涉及到不同路徑的選擇，白盒交換機并不代表節(jié)約成本，比如要滿足運維要求就需要專業(yè)的人來做專業(yè)的事，華為多年來的積累能為客戶提供全套解決方案。

CloudEngine 16800現場實拍圖

超大規(guī)模數據中心的數量不斷增加，計算、存儲和數據三網融合，傳統(tǒng)人工運維手段已難以為繼，亟需引入創(chuàng)新的技術提升智能化運維的能力，關于AI運維，業(yè)內也有不同觀點，認為AI運維現在還是概念化階段，至多是簡單運維管理的自動化、批量化操作。

其實不管是內嵌AI芯片，還是智能運維，從現在的角度看都有其局限性，技術的發(fā)展也不可能一蹴而就，華為是在探索的同時推陳出新，比如1280012008E16800三大產品硬件平臺均不一樣，也反映出華為的仍在尋找更適合的技術路徑。

正如華為交換機的崛起一樣，性價比加服務模式讓華為收割市場，CloudEngine 16800則在性能上更進一步，適合于AI時代數據中心綜合需求。數據中心網絡進入AI時代有其必然性，但同樣有很大的演進空間。