解析：一文看懂华为AI训练集群Atlas 900

9月18日上午，在华为全联接2019(HUAWEI CONNECT)大会上，华为轮值董事长胡厚崑正式发布了华为智能计算战略以及全球最快的AI训练集群Atlas 900。这标志着，华为在超强人工智能算力和大规模分布式AI训练集群两个方面加速智能化世界的转型。

据了解，此次发布的Atlas 900 AI训练集群由数千颗昇腾910 AI处理器互联构成，是当前全球最快的AI训练集群，代表了当今全球的算力巅峰。其总算力达到256P～1024P FLOPS @FP16，相当于50万台PC的计算能力。

图1 华为Atlas 900 AI训练集群

Atlas 900 AI训练集群技术特色

在AI算力方面，Atlas 900 AI训练集群采用业界单芯片算力最强的昇腾910 AI处理器，每颗昇腾910 AI处理器内置32个达芬奇AI Core，单芯片提供比业界高一倍的算力(256TFLOPS@FP16)。Atlas 900 AI训练集群将数千颗昇腾910 AI处理器互联，打造业界第一的算力集群。

昇腾910 AI处理器采用SoC设计，集成“AI算力、通用算力、高速大带宽I/O”，大幅度卸载Host CPU的数据预处理任务，充分提升训练效率。

在集群网络方面，Atlas 900 AI训练集群采用“HCCS、 PCIe 4.0、100G以太”三类高速互联方式，百TB全互联无阻塞专属参数同步网络，降低网络时延，梯度同步时延缩短10~70%。

在AI服务器内部，昇腾910 AI处理器之间通过HCCS高速总线互联;昇腾910 AI处理器和CPU之间以最新的PCIe 4.0(速率16Gb/s)技术互联，其速率是业界主流采用的PCIe 3.0(8.0Gb/s)技术的两倍，使得数据传输更加快速和高效。在集群层面，采用面向数据中心的CloudEngine 8800系列交换机，提供单端口100Gbps的交换速率，将集群内的所有AI服务器接入高速交换网络。

独创iLossless 智能无损交换算法，对集群内的网络流量进行实时的学习训练，实现网络0丢包与E2E μs级时延。

系统级调优方面，Atlas 900 AI训练集群通过华为集合通信库和作业调度平台，整合HCCS、 PCIe 4.0 和100G RoCE三种高速接口，充分释放昇腾910 AI处理器的强大性能。

华为集合通信库提供训练网络所需的分布式并行库，通信库+网络拓扑+训练算法进行系统级调优，实现集群线性度>80%，极大提升了作业调度效率。

在散热系统方面，Atlas 900 AI训练集群采用全液冷方案，创新性设计柜级密闭绝热技术，支撑>95%液冷占比。单机柜支持高达50kW超高散热功耗，实现PUE<1.1的极致数据中心能源效率。

另外，在空间节省方面，与8kW风冷机柜相比，节省机房空间79%。极致的液冷散热技术满足了高功率、高密设备部署、低PUE的需求，极大地降低了客户的TCO。

Atlas 900AI训练集群Benchmark指标

华为已在华为云上部署了一个Atlas 900 AI训练集群，集群规模为1024颗昇腾910 AI处理器。基于当前最典型的ResNet-50 v1.5模型”和“ ImageNet-1k数据集”，Atlas 900AI训练集群只需59.8秒就可完成训练，排名全球第一。

“ ImageNet-1k数据集”包含128万张图片，精度为75.9%，在同等精度下，其他两家业界主流厂家测试成绩分别是70.2s和76.8s，Atlas 900 AI训练集群比第2名快15%。