新体系架构下 阿里云“CIPU”加码下一个云计算时代

当前，数字经济已经成为全球发展的关键引擎，云计算作为数字经济的重要基础设施，正在源源不断地为社会提供像“水电”一样的基础的算力资源。为了向全球用户提供随时随地的云计算服务，阿里云建立了覆盖全球的算力基础设施：在四大洲的27个国家和地区、84个可用区、2800个网络节点，运营着上百万台服务器。

阿里云智能总裁张建锋指出，这几年，我们看到云计算进入了一个新的发展阶段，我们越来越接近于下一个时代，需要定义一个全新的技术体系。所以，今年我们最重要的策略是B2B，就是Back to Basic，回到云计算的本质，云计算的核心竞争力是技术，坚持在技术的长征路上，不断取得新的突破。

云计算也是一种公共服务，产业数字化的发展推动着云计算规模成倍增长，人工智能、大数据、物联网等新技术要求云的形态也同时不断演进。云计算进入了一个关键的突破期，如果我们定义好下一代技术，中国云计算就有超车机会。

01

云计算的三个发展历程

张建锋表示，云计算的发展历程经历两个阶段，第一阶段是分布式架构。这个阶段互联网企业高速成长，单一业务的算力要求就能超过万台规模的服务器，由此催生了一些分布式和虚拟化代表的云计算技术，特别是分布式和虚拟化技术。这个阶段在互联网企业的推动下，快速地完成了从传统的大机向分布式系统的迁移。这个过程当中也发展出了非常多的一些新的技术、发生了新的生态，其中最重要的生态是开源的生态。

第二阶段诞生了资源池化的技术。企业不断提高着对算力可用性和可靠性的要求，在以CPU为中心的分布式架构下，云计算公司通过软件定义的方法，将计算、存储资源池化，构建计算存储分离的架构，对资源统一的调度编排，提供给我们的客户，以云原生方式重新设计的整个架构跟软件。

通过软件定义的方法，基于传统的、以CPU为中心的计算体系架构去做优化，已经触及瓶颈。云上客户的需求发生了很大变化，数据密集型的计算越来越多，不断地提高了对云计算提供的低时延、高带宽的需求，这些需求很难通过传统体系结构的优化去满足。

在张建锋看来，如今的云计算面临着几大挑战：

第一是计算和网络传输的时延大。以前可能不明显，但是随着我们的体系结构越来越分布式了之后，一个大型的应用会分散在多个子系统去部署，这些系统之间需要高速地去互联、需要非常低的延时；

第二，随着大数据应用的不断的增长，使得IDC内部的东西向流量（数据中心内部交互流量）带来越来越大，所以我们需要来满足流量增大之后网络的一些新的要求；

第三，现在的系统规模越来越大、越来越复杂，需要解决超大规模基础设施的复杂管理问题，也需要解决云内部的超大应用的管理问题。

随着数据密集型计算越来越多，传统以CPU为中心的计算体系架构无法适应这一趋势：

第一，以CPU为中心的架构导致了计算和网络传输的时延大；

第二，大数据应用增多，导致数据中心内部数据迁移量增多，以CPU为中心的架构无法提供高带宽；

第三，管理的基础设施规模越来越大，阿里云在全球27个国家和地区、84个可用区管理着超过上百万台服务器，基于CPU为中心的架构无法解决超大规模的复杂管理问题。

阿里云技术产品负责人蒋江伟对TechWeb表示，以CPU为中心的体系架构主要承担计算与控制两个任务，对于云计算来说，它需要管理的服务器规模非常大，以阿里云为例，有上百万台服务器的量。在这个体量下，飞天云操作系统需要把它的控制和计算的逻辑进行重新的定义，单一CPU的控制能力是做不到的。

为了解决以上问题，需要对数据中心内部的云计算体系架构进行改革创新，从以CPU为中心的体系架构进入以飞天操作系统+CIPU为中心的体系架构。

02

“CIPU”替代CPU成为云时代IDC的处理核心

今日，阿里云发布一个下一代的云计算体系架构，它的核心是CIPU。云基础设施处理器CIPU（Cloud infrastructure Processing Units ），是阿里云为新型云数据中心设计的专用处理器，用于加速和管控计算资源，将替代CPU成为云时代IDC的处理核心。在这个全新体系架构下，CIPU向下对数据中心的计算、存储、网络资源快速云化并进行硬件加速，向上接入飞天云操作系统，管控阿里云全球上百万台服务器。把云计算的操作系统和新的硬件体系结构做完美的融合，既有高效性，又有灵活性。

根据官方的数据，CIPU拥有三大特性：

网络：对高带宽物理网络进行硬件加速，通过建设大规模的eRDMA分布式高性能网络，实现RDMA技术的普惠化；

存储：对存算分离架构的块存储接入进行硬件加速，提供超高性能的云盘；

计算：快速接入不同类型资源的神龙计算平台，带来算力的“0”损耗，以及硬件级安全的加固隔离。

据悉，阿里云已经成为全球支持CPU种类最多的云厂商，可兼容兼容X86、ARM、RISC-V等多种架构芯片，飞腾、鲲鹏AMD、Ampere等多种品牌CPU。

正如张建锋所言，阿里云今年最重要策略是“B2B”，也就是“Back to Basic”，回到云计算的本质，坚持在技术的长征路上，不断取得新的突破。他认为，云计算进入了一个关键的突破期，“如果我们定义好下一代的云，中国云计算就有超车机会。”