华为资深工程师带你了解华为七大根技术

华为六大根技术

• 服务器端
• • 1. CPU：鲲鹏（Kunpeng）
  • 2. 操作系统：OpenEuler
  • 3. 数据库：OpenGauss
• 移动端
• • 4. 芯片：麒麟（Kirin）
  • 5. 操作系统：鸿蒙（ Harmony OS）
• 人工智能
• • 6. NPU：昇腾 （Ascend）
  • 7. AI框架：昇思（MindSpore）

看得见的是产品，看不见的是背后的基础研究和技术创新。

根技术是技术树之根，持续为技术树提供滋养，决定企业的荣枯。

华为技术有限公司在全球有超80+基础技术实验室，170+联合实验室、创新实验室;研发人员11.4万名，占比55.4%，每年研发投入占销售收入>10% ，全球持有有效专利超12万件。在美国的极限施压下，聚焦根技术创新，立根铸魂、为国铸剑。

服务器端

1. CPU：鲲鹏（Kunpeng）

（1）简介

鲲鹏（Kunpeng） 920是华为自主研发的第一款服务器芯片，于2019年1月正式发布。它基于ARM架构授权，由华为海思自主设计开发，采用了先进的7nm工艺，在功耗和性能方面均具有优势，支持多核心及多线程技术，可用于云计算、大数据、人工智能等领域。

Kunpeng CPU的诞生是华为自主芯片研发的重要里程碑，标志着中国芯片制造业向自主设计、自主创新迈出的坚实步伐。

（2）技术特点

• 高性能：Kunpeng CPU采用ARMv8-A架构，支持64位计算和NEON向量扩展指令集，最高可提供64个物理内核和128个逻辑内核，并且采用了NUMA+Cache一体化技术；Kunpeng CPU的主频为2.6GHz至3.0GHz，支持DDR4内存，最高容量可达4TB，缓存结构为L1、L2、L3三级缓存，支持私有以及共享缓存模式。可以满足大规模并行计算的需要。
• 低功耗：Kunpeng CPU采用了TSMC的7nm工艺，可以在相同的性能下降低功耗。同时，该处理器还采用了精细的动态电压调节(DVFS)技术，以达到更好的功耗控制效果。
• 安全性：Kunpeng CPU集成了安全加密引擎和随机数发生器，支持硬件加密和解密功能，同时还支持嵌入式硬件安全模块，以保护系统的安全性和保密性。
• 可扩展性：Kunpeng CPU的多核心和多线程技术使得它可以轻松地实现水平扩展和垂直扩展，以适应不同规模的应用场景。
• 生态兼容性：Kunpeng CPU兼容ARM架构生态系统中的应用软件和开发工具，对于开发人员来说更加友好。

2. 操作系统：OpenEuler

（1）简介

华为的openEuler是一个开源、免费的 linux 发行版平台，专为企业级应用场景而设计。它采用了灵活、可定制的模块化架构，并且提供了完整的软件栈和工具链，以便企业用户可以快速地搭建自己的应用环境。

华为的openEuler操作系统于2019年正式立项，经过一年的开发和测试，2020年发布了openEuler 20.03版本，这是一款完全开源、高性能、高可靠、安全可控的企业级操作系统。

2022 年 3 月 30 日，基于统一的 5.10 内核，发布面向服务器、云计算、边缘计算、嵌入式的全场景 openEuler 22.03 LTS 版本，聚焦算力释放，持续提升资源利用率，打造全场景协同的数字基础设施操作系统。OpenEuler不仅为企业用户提供了更加强大、灵活和安全的操作系统技术支持，也推进了中国开源软件产业的发展壮大。

（2）技术特点

• 全面兼容：openEuler支持x86、ARM和Powerpc等多种处理器架构，同时还支持虚拟化技术和容器化部署，以方便用户进行应用开发和部署。
• 安全性：openEuler采用了多重安全机制，如SELinux安全加固、内核虚拟化、SVM等技术，以保护系统的安全性和稳定性。同时，openEuler还提供了完善的安全维护策略和补丁升级机制，以及可信度量、硬件安全模块等技术，为用户提供全方位的安全保障。
• 高可靠性：openEuler支持高可靠性的分布式架构，具有自动故障转移、热备份等功能，以确保系统始终处于可用状态。支持快速恢复和灾备容灾等能力，可应对各种突发情况。
• 模块化架构：openEuler采用了基于RPM包管理的模块化设计，用户可以根据实际需求选择需要的组件和服务，以构建更加灵活和高效的应用环境。同时，openEuler还支持容器化部署和微服务架构，以提高应用的可移植性和可扩展性。
• 应用生态：openEuler提供了丰富的应用软件和工具链，如Docker、kubernetes等开源项目，并且与华为自身的云计算、大数据、人工智能等技术进行深度融合，以支持企业级应用场景中的多样化需求。
• 开放源码：openEuler是一个完全开源的操作系统，用户可以自由地获取源代码和修改代码，以满足特定的需求和定制化要求。

3. 数据库：OpenGauss

（1）简介

OpenGauss是华为推出的一款开源的关系型数据库管理系统，旨在提供高可靠性、高性能和高扩展性的解决方案。

2016年，华为开始着手开发一款基于postgresql的企业级数据库系统。经过几年的研发和测试，于2020年正式发布了openGauss 1.0版本，并开源了该项目。在开源后，openGauss社区也逐渐形成，目前已经有包括华为在内的多家公司参与其中，积极推动openGauss的发展和完善。开源也使得更多的人能够使用和贡献openGauss，从而促进了整个开源数据库领域的发展。

（2）技术特点

OpenGauss借鉴了Postgresql的许多优点，并在此基础上进行了大量的改进和优化。例如增加了分布式事务处理和高可用性功能、优化了并发控制机制、加强了数据安全等方面都有所提升。同时，openGauss还针对云原生架构进行了优化，支持容器化部署，在云平台上具有很好的扩展性和灵活性。

openGauss主要特点如下：

• 高性能：每个openGauss实例支持数千个并发连接，openGauss在并发控制、索引优化和查询优化等方面进行了针对企业级应用的优化，以提高数据库的查询性能和响应速度。
• 超大存储容量：openGauss支持PB级别的数据存储，可以满足大型企业的数据管理需求。
• 分布式事务处理：openGauss支持分布式事务处理，可以跨多个节点进行事务操作，以提高系统的可扩展性和容错能力。
• 高可用性：openGauss支持自动故障转移、热备份等技术，从而提供高可用性的数据服务。
• 数据安全：openGauss支持SSL传输加密、AES数据加密、行级别安全、审计日志等多种安全措施，保障数据的安全性和完整性。
• 数据管理：openGauss提供了丰富的管理工具和api，可以帮助管理员轻松管理和监控数据库，例如备份和恢复、性能调整、资源管理等。
• 云原生支持：openGauss支持容器化部署，并与Kubernetes等云平台集成，在云环境下具有高度的扩展性和灵活性。

移动端

4. 芯片：麒麟（Kirin）

（1）简介

麒麟芯片是由华为公司自主设计和生产的一款高性能移动处理器芯片，广泛应用于华为的智能手机、平板电脑和笔记本电脑产品中。

麒麟芯片首次发布是在2014年6月6日，当时华为公司推出了其第一款自主设计的移动芯片——麒麟920。这枚芯片是基于ARM架构的，采用了big.LITTLE的处理器设计，其中包括4个高性能的Cortex-A15内核和4个低功耗的Cortex-A7内核，同时配备了Mali-T628 MP4图形处理器和LPDDR3内存控制器等组件。

随后，华为陆续发布了麒麟925、麒麟930、麒麟950等多款麒麟芯片，不断提高了芯片的运算速度、图形处理能力、功耗控制等方面的性能，并逐渐加入更多的人工智能计算单元，可应对高质量视频、复杂游戏等应用场景的需求。

（2）技术特点

目前，最新的麒麟芯片是2020年10月发布的麒麟9000系列，使用了先进的5nm制程工艺，并搭载了NPU（神经网络处理器）与ISP（图像信号处理器）的双核心架构。

主要技术参数如下：

• CPU
  • 1个Cortex-A77内核（最高时钟频率2.54GHz）
  • 3个Cortex-A77内核（最高时钟频率2.36GHz）
  • 4个Cortex-A55内核（最高时钟频率1.95GHz）
• GPU
  • ARM Mali-G78 MP24
• NPU
  • 2个Da Vinci智慧处理器核心
• ISP
  • 14位色深、支持8K视频录制和8K分辨率播放
  • 多路视频流并行处理
• 制程工艺
  • 台积电5纳米工艺
• 其它
  • 支持5G通信协议
  • 支持Wi-Fi6+

5. 操作系统：鸿蒙（ Harmony OS）

（1）简介

Harmony OS是由华为公司自主研发的一款全场景分布式操作系统，华为将其作为未来智能设备的通用操作系统，旨在实现设备之间的无缝连接和协同工作，不仅可应用于手机、平板电脑等消费电子产品，还可支持车载系统、智能穿戴设备、智能家居、工业自动化等各类物联网终端设备。

Harmony OS（鸿蒙OS）操作系统首次亮相是在2019年8月。

（2）技术特点

Harmony OS是一款全场景分布式操作系统，具有能力分离、微内核、跨平台等特点，为未来的智能生活提供了更加开放、自由、安全和可靠的操作系统平台。

• Harmony OS的设计理念是“基于能力分离的分布式架构”，即将不同应用程序的不同模块进行拆分，让每个模块都可以按需调配，并最终组合成完整的应用程序。
• Harmony OS采用了微内核架构，具有轻量级、高可靠性和安全性强等特点，可以快速实现迭代更新和定制化开发。
• Harmony OS具备良好的跨平台兼容性，支持多种支持多种编程语言（C/C++、Java、js、Kotlin、html等）和开发框架（React Native、Flutter、vue.js等），方便开发者进行开发和移植应用程序。
• Harmony OS具具有高可靠性和安全性强等特点，支持硬件级安全加密和区块链技术。

人工智能

6. NPU：昇腾 （Ascend）

（1）简介

华为昇腾Ascend NPU（Neural Processing Unit）是华为公司自主研发的一款人工智能芯片，专门为人工智能应用场景设计的芯片，可以快速处理大规模、复杂的神经网络计算任务，支持深度学习、机器学习等多种人工智能算法，广泛应用于华为的移动设备、云计算、边缘计算等人工智能领域。

2016年，华为公司启动了自主人工智能芯片的研发计划，随着人工智能的快速发展，华为加速了对自主芯片的研发投入，并于2018年正式发布了第一代昇腾NPU芯片。目前，昇腾NPU已经发布了多个版本，包括昇腾310、910、Ascend 310、Ascend 910等系列，同时还提供了昇腾ai开发平台，帮助开发者更加便捷地进行人工智能应用的开发和优化。

（2）技术特点

昇腾NPU采用了Da Vinci架构，具有快速计算、低功耗和高性能等优秀特性，并且支持灵活的编程模型和软硬件协同优化。

主要技术参数如下：

• 制程工艺
  • 7纳米工艺
• 性能
  • 单核算力可达8TOPs
  • 多核联合计算可达256TOPs
• 功耗
  • 单核功耗低至1W
  • 整个芯片系统功耗低至350W

7. AI框架：昇思（MindSpore）

（1）简介

华为昇思人工智能框架（MindSpore）是一款开源的、全场景、全语言的人工智能框架，旨在提供高效、灵活的人工智能解决方案，支持各种硬件平台和部署方式，并且提供了易于使用的API接口和工具集，使得企业和开发者可以更快速地进行人工智能应用开发和部署。

2018年，华为公司发布了第一代昇腾NPU芯片，同时也启动了自主人工智能框架的研发计划，并与2019年正式推出了MindSpore，成为全球首个完全开源的、全场景、全语言的人工智能框架。MindSpore已经迭代更新多个版本，并得到了众多用户和企业的认可和使用，成为推动人工智能技术快速发展的重要力量之一。

（2）技术特点

• 全场景支持： 支持多种硬件平台，包括CPU、GPU、Ascend芯片等，并且支持云计算、边缘计算、端侧设备等多种部署方式。
• 全语言支持： 支持python、c++、Java等多种编程语言，使得开发者可以根据自身需求选择最适合的编程语言开发AI应用程序。
• 易于使用的API接口： 提供了易于使用的API接口和工具集，帮助开发者更加便捷地进行模型设计、模型训练、模型推理和模型部署等操作。
• 高效、灵活的计算引擎： 昇思框架采用创新的计算图引擎，支持动态构建计算图、精细的内存管理以及多设备协同等功能，有效提升了模型训练和推理效率。采用静态和动态相结合的计算图引擎，支持符号式编程和命令式编程。
• 安全性强： 昇思框架采用了多种安全技术，包括模型保护、隐私保护、数据保护等，保证数据和模型的安全可靠。

来源地址：https://blog.csdn.net/apr15/article/details/130936161