英特尔中国公有云和互联网创新实践

应 用篇 云与数据中心基础设施 1 英特尔中国公有云和互联网创新实践 高效灵活可靠 构建云创新基石 04 前言 应用篇——云与数据中心基础设施 07综述——高效、灵活、可靠，英特尔®至强®可扩展平台构建云创新基石 13腾讯云依托傲腾™持久内存深度优化云硬盘CBS产品，打造极速云存储体验 17百度智能云基于英特尔®IPU打造全新计算平台，提升云平台管理能力更兼顾成本效益 21字节跳动采用英特尔®RDT和英特尔®PRM缓解底层硬件干扰，提升混布集群性能 26京东云基于至强®处理器打造冷板液冷参考解决方案，有效降低数据中心能耗 30京东利用英特尔MCA+MFP降低内存故障下的宕机率，构建稳定、高效的云服务 35青云科技采用英特尔软硬件升级新一代QKCP企业级容器平台，加速企业云原生落地 41金山云基于英特尔®架构构建大数据存算分离解决方案，实现降本增效 45金山云采用英特尔®Tofino™可编程交换芯片实现高带宽、低延迟的运营商线路网络转发 48互联科技深度融合英特尔®至强®可扩展平台，实现混合云平台的跨越式升级 52快手以英特尔CPU+FPGA+PMEM为底座，基于LaoFeNDP架构提供多元算力 57OPPO基于英特尔®QAT加速云安全网关HTTP3-QUIC，显著降低网络时延 应用篇——云上AI加速 61综述——至强内置AI加速，驱动云上智能提升千行百业生产力 65阿里巴巴采用英特尔多样化硬件，构建开源稀疏模型训练和预测引擎DeepRec 69蚂蚁集团基于英特尔®SGX和英特尔®DLBoost加速端到端PPML解决方案 72火山引擎基于傲腾™持久内存优化推荐系统存储架构，实现更优投资收益 76美团基于至强®可扩展平台深度优化TensorFlow，提升推荐系统性能 79壹沓科技基于至强®+OpenVINO™，加速基于RPA+AI的智能平台创新 84搜狐采用至强®可扩展处理器提升AI推理性能，加速负载均衡加解密处理 8858同城使用英特尔®傲腾™持久内存打造高经济性的Redis与云搜系统 应用篇——互联网与媒体应用 93综述——至强®平台加速编解码与加解密，助力互联网行业满足信息消费强需求 97腾讯云使用至强®可扩展处理器，实现HTTPS性能优化，提升安全服务 101OPPO基于英特尔®服务器GPU打造云游戏平台，全面提升游戏体验 106赞奇科技采用英特尔®oneAPI渲染工具包，加速三维视觉计算效率 110蔚领时代、硅基大陆采用英特尔CPU+GPU，提供高密度、流畅的游戏云服务 114爱奇艺引入傲腾™+SPDK+OCF深度优化MySQL性能，提供优质客户体验 技术篇——以数据为中心的硬件产品组合 121综述——构建面向未来的数据中心 124第四代英特尔®至强®可扩展处理器 125第三代英特尔®至强®可扩展处理器 126英特尔®深度学习加速 (英特尔®DLBoost)技术 126英特尔®高级矢量扩展512(英特尔®AVX-512) 127英特尔®SpeedSelect技术(英特尔®SST) 127英特尔®资源调配技术（英特尔®RDT） 128英特尔®软件防护扩展（英特尔®SGX） 129英特尔®数据中心GPUFlex系列 130英特尔®服务器GPU 131英特尔®FPGA和SoCFPGA 132英特尔®傲腾™持久内存200系列 134英特尔®傲腾™固态盘P5800X 135PonteVecchio 136英特尔®基础设施处理器（IPU）和SmartNIC 137英特尔®以太网网络适配器 技术篇——软件与系统级优化 139英特尔®oneAPIDPC++/C++编译器 139英特尔®VTune™Amplifier 140英特尔®高速缓存加速软件（英特尔®CAS） 140英特尔®智能存储加速库（英特尔®ISA-L） 141存储性能开发套件（SPDK） 141数据平面开发套件（DPDK） 142ClearLinux 142KataContainer 143StarlingX 143Kubernetes 144英特尔®OneAPI工具套件 144英特尔®DAAL 145BigDL 145英特尔®MKL-DNN 146面向英特尔®架构优化的深度学习框架 146OpenVINO™工具套件 147面向英特尔®架构优化的Hadoop和Spark 147英特尔®Crypto-NI 148英特尔®oneVPL 149SVT Contents 目录 应用篇云与数据中心基础设施4 前言 4 当今时代，数字技术正作为世界科技革命和产业变革的先导力量，日益融入经济社会发展各领域的全过程，为生产方式、生活方式和社会治理方式带来颠覆性改变。同时，这一轮新的科技革命和产业变 革又推动数字技术快速发展，也将见证技术的真正魔力，让五大超级技术力量，也就是无所不在的计 算、无处不在的连接、从云到端的基础设施、人工智能，以及传感与感知相互增强和赋能，共同驱动全球从模拟时代向数字时代跨越，让各行各业的生产经营、组织管理模式加速创新。不仅是远程协同、 线上服务这样的新模式、新场景变得普及，一系列面向生产与管理效率提升、商业与技术模式创新、用户与服务体验优化的数字化、智能化转型新方案，诸如算网融合、绿色节能、分布式数据库、分布式存储以及未来云数据中心等，也日益成为促进市场再增长、加速千行百业云数智转型的有力抓手。 应 用篇 云与数据中心基础设施 5 在这一进程中，作为下一代企业IT能力的重要“基座”，云服务如何为上述新方案提供大规模、高可用、系统化的基础设施以及端到端的技术能力，从而成为用户关键业务的核心内驱力，也成为各云服务提供商和各企业之间赢得竞争的关键筹码。但这显然需要一系列强劲且可应对多样化负载的计算平台和加速引擎来予以支撑。 英特尔的产品与技术，无疑是启动并引领这些引擎的可靠选择。围绕至强®可扩展平台，英特尔所提供的丰富软、硬件产品体系及创新技术实现，不仅涵盖了云服务中面向计算、存储、网络的全量基础设施需求，也贯穿了云、网、边、端的全流程服务体系，为各种云上负载提供了经优化的一致性体验。 更为重要的是，通过赋能开放的生态系统，共同地、持续地进行创新，英特尔正在践行“软件优先”战略。这些软、硬件产品及技术实现，既包括跨不同架构的算力和硬件加速设备（如CPU、GPU、IPU、FPGA、以太网产品及其它），打破封闭式编程模型的限制，也包含加速卓越性能和生产力交付的软件与框架（如英特尔®oneAPI工具套件、OpenVINO™工具套件、英特尔®MediaSDK及其它）。 通过分层的软件栈构建和优化来充分发挥底层硬件技术的威力，兼具多云环境的可靠性、灵活性和安全性，让云服务提供商、开发者以及用户从中获益。 本白皮书不仅介绍了英特尔推出的一系列软硬件产品组合，还展示了与阿里云、腾讯云、百度云、火山引擎、京东云、快手、金山云、青云、OPPO等合作伙伴，面向云数据中心基础设施、人工智能、互联网与媒体服务等应用场景的创新方案与成功案例。通过这些全球领先的技术合作成果，可以了解英特尔与合作伙伴们如何致力于让云服务为企业发展提供更强驱动力。 展望未来，英特尔将持续与合作伙伴、开发者和用户一起，共同挖掘蕴含于方寸之间的无穷硅力量，加速云数智变革进程，携手从数字化浪潮中获得更大收益。 5 应用篇 云与数据中心 基础设施 应 用篇 云与数据中心基础设施 6 6 综述高效、灵活、可靠，英特尔®至强®可扩展平台构建云创新基石 依托于云服务，各种前沿技术落地到了更多的数字化场景。在此进程中，企业多种新需求、新机会也被激发。数据中心与 云服务提供商必须更加精准且前瞻性地洞察到当前行业正在发生的改变，并通过基础设施架构优化、技术与服务创新等方式，提供敏捷、灵活、高性能、高可用的解决方案，为用户数字化转型之旅提供基础能力支撑。 随着数字经济的快速发展，人工智能、大数据、5G等创新技术的加速应用，以“十四五”规划中的“上云用数赋智”、碳中和/碳达峰、《新型数据中心发展三年行动计划》等政策统领，并在全面推进“东数西算”，构建新型算力体系等重大工程的 驱动下，云作为基础设施已经渗透到了各行各业，基于云的各项应用已成为企业业务创新和数字化转型的澎湃动力。 云原生、分布式、专有云、混合云、云安全、算力服务等成为云计算的关键词 加快数字经济发展与建设已成为国家与行业战略，也进一步促进了数据的海量集聚以及对于云服务需求的快速增长。IDC发布的《中国公有云服务市场（2022上半年）跟踪》报告显示1，2022上半年中国公有云服务市场整体规模达到165.8亿美元，其中IaaS（InfrastructureasaService,基础设施即服务）市场同比增长27.3%，PaaS（PlatformasaService,平台即服务）市场同比增速为45.4%；同时有报告预测未来5年，中国公有云市场会以复合增长率30.9%继续高速增长，预计到2026年， 市场规模将达到1,057.6亿美元，中国公有云服务市场的全球占 比将从2021年的6.7%提升到9.9%2。 在云计算市场快速发展的同时，云服务也走向细分和深化，整个产业在技术、应用、管理等方面呈现出新的发展特点。比如随着传统行业、政企行业对云需求的高增长，以及更多的企业选择深度用云而不是简单迁移上云，其不仅带来了更多云基础资源和云平台产品的消耗，对安全、性能以及时延等提出了更高要求，也让云原生、分布式存储、专有云、混合云、云安全、算力服务等成为目前备受关注的领域，驱动着云服务厂商加大对云产品性价比、安全、技术优化等的投资，促进云服务进入提质增效新阶段。 26.3% 33.5% 9.0% 9.4% 11.1% 10.7% 应用篇 云与数据中心基础设施 ■阿里巴巴■华为 ■腾讯■中国电信 ■AWS■其他 24.6% 34.5% 8.1% 10.3% 11.6% 11.0% ■阿里巴巴■华为 ■中国电信■腾讯 ■AWS■其他 来源：IDC中国，2022 图1中国TOP5公有云IaaS厂商市场份额占比（2022H1）3 来源：IDC中国，2022 图2中国TOP5公有云IaaS+PaaS厂商市场份额占比（2022H1）4 ■云上负载日趋动态化、多元化 人工智能、低代码、即时数据分析等技术的加速创新意味着云上负载日趋多元化、动态化，用户对于云服务提出的差异化需求也将不断增加。例如，客户新研发的某一工作负载对于内存敏感高， 7 1数据援引自：https://mp.weixin.qq.com/s/QFNKwfjzDvknPLahaUZWnw2数据援引自：http://www.ca800.com/news/d_1o3u5a5gq4rl1.html 3、4数据援引自https://mp.weixin.qq.com/s/QFNKwfjzDvknPLahaUZWnw 而对于计算性能的敏感度较低，但由于其业务与技术在加速调整之中，所以这一应用可能很快会被淘汰，取而代之的应用可能对于计算性能的敏感度较高，对于内存的需求较低。云服务提供商和企业数据中心需要敏锐地关注到这类新的变化，而为了应对日益复杂的应用需求，云服务产业正驱动数字化基础架构朝着更多元化、更敏捷、更安全的方向发展5。 目前，企业数据中心基础架构中的大部分计算都用于开销工作负载，例如移动内存、散列和压缩，这意味着在通用处理器上运行或在专用芯片中加速，只是云中整体计算的一部分。互联网行业及云服务提供商需要正视客户工作负载的改变，对异构算力、内存、存储等进行动态调整，尽可能避免资源过载或者数据中心资源无法得到充分利用。 ■专有云成为市场“新宠” 应用篇 云与数据中心基础设施 随着政企行业用云走向深化和精细化，以及更多传统行业逐渐开始接受通过购买服务的方式实现轻资产化而加速上云，中国专有云服务正在逐步成为市场“新宠”。据IDC在2022年7月发布的市场分析报告称6，2021下半年，中国专有云服务市场规模已经达130亿元人民币，同比增