White P aper on K unpeng Comput ing Industr y Dev elopment 绿色计算产业联盟自2016年成立以来，在创新、绿色、开放、共享发展理念 指引下，一直致力于推动绿色计算产业生态体系的构建，建设开放共享的产业交流 与合作平台。其中，“PK体系”、“鲲鹏计算”等都是绿色计算产业生态建设的 有益尝试。为了更好地厘清当前鲲鹏计算产业的定义和定位，进一步明确在新技术 形势下的关键应用、发展蓝图及发展举措，绿色计算产业联盟协同华为技术有限公 司、中国电子技术标准化研究院、Arm中国、IDC等会员及相关单位，根据学术界 和工业界的最新实践，共同开展并完成了《鲲鹏计算产业发展白皮书》的编制工 作。作为联盟理事长，我非常高兴看到这一成果的面世，遂欣然作序。 希望白皮书的发布能够进一步助推绿色计算产业生态的形成和发展。万物互联的时代正在开启，将带来数据 的爆炸式增长，海量存储和密集计算将成为 常态化需求。由于摩尔定律快速放缓和登纳 德缩放定律接近终结，现有计算架构发展空 间受到严重制约。市场对高效率、低成本、 低能耗的绿色计算需求越来越强烈，也给绿 色计算产业带来前所未有的发展机会。 当一个新的发展机遇到来，通常会出现 各种不同声音和走何种技术路线的争论。在 科学技术研究上我们倡导“百花齐放、百家 争鸣”，在产业发展上我们则更加希望汇聚 产业链各环节、各方的力量，通过协同形成 合力，加快构建具有竞争力的新兴计算产业 生态体系。目前，绿色计算产业联盟汇聚了 多方力量，逐步形成了以国内外多家知名IT 公司为代表的相对完善的技术和商业基础， 加速推动了产业链的整合与升级，形成了面 向全球市场的产业竞争力。梅宏 绿色计算产业联盟 理事长 中国科学院 院士序 目 录 1 鲲鹏计算产业定位和前景展望 01 1.1 数字经济推动计算平台创新 01 1.2 超万亿规模的计算产业空间 05 1.3 抓住计算架构创新的机遇，开创鲲鹏计算产业 071.1.1 智能创新对计算平台提出新挑战 02 1.1.2 用新技术、新架构迎接新挑战 03 2 鲲鹏计算产业应用分析 10 2.1 鲲鹏计算产业的优势 10 2.2 鲲鹏计算产业的典型应用 11 2.3 鲲鹏计算产业的未来展望 131.3.1 鲲鹏计算产业的定义 07 1.3.2 发展鲲鹏计算产业的基础 08 1.3.3 Kunpeng处理器支持鲲鹏计算产业长期演进 09 3.3.1 硬件领域 17 3.3.2 基础软件 18 3.3.3 行业应用 19 3.3.4 产业政策 19 3.3.5 开源社区 20 3.3.6 开发者体系 22 3.3.7 标准体系 23 3 鲲鹏计算产业发展规划 14 3.1 鲲鹏计算产业发展蓝图 14 A 附录 27 A.1 缩略语表 273.2 发展鲲鹏计算产业的关键挑战 16 3.3 发展鲲鹏计算产业的关键举措 17 3.4 鲲鹏计算产业首批厂家 25鲲鹏计算产业发展白皮书 01 1.1 数字经济推动计算平台创新 数字化浪潮正重塑世界经济格局，数字经济正在成为全球可持续增长的引擎。 IDC预测，到2023年数字经济产值将占到全球GDP的62%，全球进入数字经济 时代。科技发展水平决定了一个国家的数字化程度和全球市场地位，世界上主要经 济体通过国家战略来抢占未来数字经济产业链的制高点，加快数字化发展，建设数 字国家已经成为全球共识。美国的《美国国家网络战略》、欧盟的《地平线欧 洲》、德国的《高技术战略2025》、日本的《日本制造业白皮书》以及俄罗斯的 《2024年前俄联邦发展国家目标和战略任务》总统令，均制定了数字经济发展的 战略框架，将研究和创新内容与国家繁荣发展目标相结合，提出利用数字化技术强 化和提升生产力。 中国政府相继出台《国家信息化发展战略纲要》、《“十三五”国家信息化规 划》、《中国制造2025》等重大战略纲领，明确“数字中国”建设发展的路线图 和时间表，全面推进国民经济各行各业的数字化和智能化。IDC预测，到2023年 数字经济产值将占到中国GDP的67%，超过全球平均水平。 1 鲲鹏计算产业定位和前景展望1 鲲鹏计算产业定位和前景展望1 鲲鹏计算产业定位和前景展望 IDC预测在智能创新阶段，数字化普及率上升到新的高度，应用规模将从百万 级上升到千万级，连接数上升到百亿级，人工智能将成为基础能力。 （1）随着自动驾驶、云游戏、VR/AR等应用的兴起，以及物联网、移动应 用、短视频、个人娱乐、人工智能的爆炸式增长，应用越来越场景化和多样化， 用户对应用体验的追求不断提高。传统单一架构难以满足要求，对计算平台提出 了新的挑战，驱动计算架构向多样性发展。应用创新速度加快，应用种类和数量繁多，端边云协同成为主流 1.1.1 智能创新对计算平台提出新挑战宏观政策和科技进步双轮驱动数字经济迅猛发展，人与人、人与物、物与物的 互联互通将成为常态。IDC预测，到2023年全球物联网终端数量达352亿个，海 量连接产生的数据量达175ZB。 数字化进程的飞速发展和近十年互联网产业的发展均清晰地验证了一个事实， 不同的产业阶段对IT基础架构和计算能力提出不同的挑战和要求。新应用、新技 术、新架构是未来数字化转型的关键，计算平台创新是数字化转型的基础。 基于IDC提出的第三平台概念，当前已经发展到以智能、云计算、大数据、移 动和社交网络为核心特征的倍增创新阶段，正快速迈向智能创新阶段。智能创新将 推动生产、管理和营销模式变革，重塑产业链、供应链和价值链，升级传统生产 力，使之焕发新的生机与活力，最终加速数字经济的发展。 图 1-1 倍增创新 鲲鹏计算产业发展白皮书 02试点创新 2007+ 倍增创新 2015+ 智能创新 2022+第三平台Insights 智能无处不在Reach 云端无缝联接 Development 应用爆炸增长Expectations 交互演化社交Trust 安全更加泛在Multiplied Innovation（2）边缘计算兴起，未来超过70%的数据和应用将在边缘产生和处理。边缘 和移动端设备受场景约束，处理能力和性能的提升受到限制，需要与云协同。随着 5G的规模部署，网络传输时延、带宽、连接密度均得到数量级的提升，给端-边- 云协同提供了基础保障。目前三者的计算架构、开发模式存在较大差异，应用必须 多次开发和部署，需要新的计算架构创新提升效率。 （3）企业为寻求更加敏捷、灵活和高效的应用开发模式，以加速应用的创新 和快速上市，如容器、微服务和DevOps。这些应用开发模式拉近了业务和计算 平台之间的联系，应用开发团队将定义基础设施的性能、可用性和规模，直接推动 计算平台架构的变革和创新。 （1）5G的商用将驱动行业物联网的应用与落地，工业机器人、工业互联网、 智能电表、水表、路灯、车联网等快速普及。 （2）智能无所不及，人工智能技术将渗透到人们的生活和企业的业务中，智 能驾驶、智能安防、智能制造、智慧城市等全面兴起。 （3）IDC预测，2023年全球物联网市场空间1.12万亿美元。海量的应用、百 亿级联接、无处不在的智能，将产生海量的数据，带动海量数据分析处理，并围绕 数据创造价值。新计算平台必须具备海量数据处理分析能 力，各种应用场景下人 工智能训练和推理能力，以及边缘计算、物联网大规模联接场景下的安全和实时处 理等能力。百亿联接，带来数据爆炸式增长，智能和实时处理成为普遍诉求 1.1.2 用新技术、新架构迎接新挑战 面对新兴应用对计算平台提出的端-边-云协同、海量多样化数据智能处理、 实时分析等需求，IT基础设施在计算体系架构、芯片架构、业务部署架构等诸多方 面进行创新来适配该需求，从而找到最优解决方案。 场景的多样性，带来数据的多样性（如语音、文本、图片、视频等），没有一 种计算架构可以高效满足所有业务诉求。计算密集型应用需要计算平台执行逻辑复 杂的调度任务，而数据密集型应用则需要高效率地完成海量数据并发处理，这使得 单一计算平台难以适应业务要求，计算多样性成为必然。支持多种计算平台的计算架构创新 鲲鹏计算产业发展白皮书 03 1 鲲鹏计算产业定位和前景展望以Arm为代表的RISC通用架构处理器、以及具备特定定制化加速功能的 ASIC和FPGA芯片等在场景多样化计算时代具备明显的优势。例如在分布式数据 库、大数据、Web前端等高并发应用场景，单芯片核数更多的Arm架构处理器相 比传统处理器拥有更好的并发处理效率。而随着TPU、NPU等人工智能处理芯片 在智能摄像头、无人驾驶等领域的广泛部署，使得通用处理器加上深度学习加速芯 片成为典型的边缘计算架构。 IDC预测，未来计算产业发展方向必然是多种计算架构共存，云服务的普及将 会加速这一进程。云管理平台通过对数据中心内部异构和多样化的计算资源进行统 一调度，结合上层应用的负载特征等业务诉求，调配处理效率最优的底层计算资 源，让最合适的计算资源来处理对应的业务，从而实现算力资源的最优匹配，利用 率最大化。 内存是数据搬移的中转站，内存访问的性能在一定程度上决定了整个系统的应 用处理效率，以科学研究、深度学习、内存数据库为代表的数据密集型应用的基本 特征是在处理过程中需要对数据进行频繁的搬移和读写，对内存访问带宽的依赖性 更加明显，如果内存访问带宽低于CPU的带宽，则会导致CPU需要花费大量的时 间等待数据，这会导致系统性能的大幅度下降。 万物互联使得数据量激增，海量数据处理成为未来数据中心的主要负载，计算 平台开始