阿里云回歸云計算本質(zhì)，CIPU搭配“神龍”、“盤古”、“洛神”，讓數(shù)據(jù)中心更加“綠色”

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/吳子鵬）6月13日，在2022阿里云峰會上，阿里云智能總裁、阿里巴巴達摩院院長張建鋒表示，阿里云今年最重要策略是“Back to Basic”，回到云計算的本質(zhì)，堅持技術(shù)長征。

阿里云智能總裁、阿里巴巴達摩院院長張建鋒

圖源：阿里云

圍繞這一核心主題，張建鋒詳細介紹阿里云新一代云數(shù)據(jù)中心處理器CIPU，以及與其相關(guān)聯(lián)的飛天操作系統(tǒng)、神龍計算層架構(gòu)等等。

圖源：阿里云

專為云數(shù)據(jù)中心打造的CIPU

從CIPU的名字來看，大家都有一種很熟悉的感覺，因為它和處理器CPU僅僅只有一個字母“I”的差別。但實際上，CIPU和CPU有明顯的不同，CIPU是Cloud Infrastructure Processing Units的簡稱，中文釋義為云基礎(chǔ)設(shè)施處理器，是為新型云數(shù)據(jù)中心設(shè)計的專用處理器。

當然，CIPU和CPU也有一層深層的關(guān)系，CIPU在云數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域是CPU的替代者，成為新的算力引擎。

我們先看一下CIPU提出的背景，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心以CPU為核心進行打造，經(jīng)過歷年來的不斷優(yōu)化，這種方式已經(jīng)觸及到了天花板，在性能、功耗和時延等方面有著明顯的瓶頸限制。與此同時，數(shù)據(jù)中心在需求端的明顯變化進一步放大了這一短板，數(shù)據(jù)密集型的計算需求不斷涌現(xiàn)，低時延和高帶寬都是必要的參數(shù)配置，而滿足這些需求的前提是更加低碳環(huán)保。

此外，目前全球都在規(guī)模性部署超大型數(shù)據(jù)中心。根據(jù)市場調(diào)研公司Synergy Research Group的數(shù)據(jù)分析，目前全球擁有314個超大型數(shù)據(jù)中心，未來3年的時間內(nèi)將增加到1000個。張建鋒指出，基于CPU為中心的架構(gòu)無法解決超大規(guī)模的復雜管理問題。

作為CPU在云數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的繼任者，張建鋒介紹稱CIPU主要有以下幾點重要特性：

?網(wǎng)絡(luò)：對高帶寬物理網(wǎng)絡(luò)進行硬件加速，通過建設(shè)大規(guī)模的eRDMA分布式高性能網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)RDMA技術(shù)的普惠化；

?存儲：對存算分離架構(gòu)的塊存儲接入進行硬件加速，提供超高性能的云盤；

?計算：快速接入不同類型資源的神龍計算平臺，帶來算力的“0”損耗，以及硬件級安全的加固隔離。

上面更多是質(zhì)變的描述，我們看一下量變的情況。根據(jù)張建鋒的介紹，CIPU在主流通用計算場景下，Nginx性能提升了89%，Redis性能提升了68%、MySQL提升了60%；大數(shù)據(jù)和AI 場景下，AI深度學習場景訓練性能提升30%，Spark計算性能提升30%。

在存儲方面，CIPU存儲時延最低可至30us（PLX），IOPS高達300萬，存儲帶寬可達200 Gbps，全面超越市面上所有云產(chǎn)品。

在網(wǎng)路傳輸方面，CIPU基礎(chǔ)帶寬從100G升級至200G，VPC的PPS轉(zhuǎn)發(fā)性能從2000萬提升至4000萬，網(wǎng)絡(luò)時延從22us降低至16us，RDMA協(xié)議下更可低至5.5us。

阿里云CIPU性能參數(shù)，圖源：阿里云

更需要特別指出的是，CIPU并不是一個獨立的高性能硬件，而是一個硬件基礎(chǔ)，它可對計算資源進行云化加速，并可部署飛天操作系統(tǒng)對云資源進行管控。和阿里云當前的飛天架構(gòu)和神龍架構(gòu)結(jié)合，都能夠迸發(fā)出1+1大于2的效果。

阿里云的軟硬件一體化布局

當前，全球數(shù)據(jù)中心的發(fā)展已經(jīng)步入新階段，數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建和對算力的需求都發(fā)生了巨大的變化，傳統(tǒng)通用處理器已經(jīng)越來越難以滿足這些情況變化。我們看到，不僅僅是阿里云，各個大型數(shù)據(jù)中心運營商都在致力于自研專用處理器，配合自家的架構(gòu)體系，以求在功耗、時延和性能等方面打造最佳的平衡。

近幾年阿里云在軟硬件方面持續(xù)投入，收獲頗豐，并逐漸實現(xiàn)自家軟硬件的深度融合。

回顧2021阿里云峰會，阿里云宣布，飛天操作系統(tǒng)正在全面兼容X86、ARM、RISC-V等多種芯片架構(gòu)，實現(xiàn)“一云多芯”。按照阿里云的描述，“一云多芯”的實現(xiàn)讓阿里云成為全球支持CPU種類最多的云廠商。

隨后2021阿里云棲大會上，阿里云又發(fā)布首款通用芯片倚天710，采用最新ARMv9架構(gòu)，多達128核，主頻最高3.2GHz，可同時兼顧性能和功耗，適配云的不同應用場景。2022年4月，基于倚天710的公共云 ECS實例已上線邀測。硬件方面，阿里云還在去年發(fā)布了自研的磐久服務(wù)器。

而為了能夠最大化釋放這些硬件的潛能，阿里云在云數(shù)據(jù)中心部署各個關(guān)鍵節(jié)點都發(fā)布了自研的基礎(chǔ)架構(gòu)和核心平臺。為解決服務(wù)器長久以來的虛擬化性能損耗的問題，阿里云在計算層推出了自研的神龍架構(gòu)，神龍與CIPU結(jié)合，可將虛擬化轉(zhuǎn)移到專用硬件中進行加速，可將物理機的高性能與虛擬機的靈活性融為一體，虛擬化損耗幾乎為零，并帶來更強勁的性能表現(xiàn)；為提升存儲傳輸速度、安全防護和容災能力等，阿里云在存儲層推出了自研的盤古架構(gòu)，是阿里云底層的統(tǒng)一存儲架構(gòu)，采用了分布式系統(tǒng)先進的容錯架構(gòu)和柔性平臺設(shè)計，具備彈性伸縮、自動負載均衡等能力，大幅提高了存儲系統(tǒng)的可靠性和安全性，可支持塊存儲、對象存儲、表格存儲、文件存儲、離線大數(shù)據(jù)處理等多種存儲模式；為了實現(xiàn)“讓網(wǎng)絡(luò)更簡單”的理念，阿里云推出自研的洛神核心技術(shù)平臺，支撐起百萬級的用戶業(yè)務(wù)部署，讓更多能夠人體驗到云計算帶來的高效便捷服務(wù)，2021云棲大會上，阿里云更新推出了洛神云網(wǎng)絡(luò)3.0新平臺架構(gòu)。

在軟硬件如此多元化和大范圍的投入，阿里云的目的是在提供更好算力支持的情況下，打造更加綠色的數(shù)據(jù)中心。根據(jù)Supermicro發(fā)布的《數(shù)據(jù)中心與環(huán)境2021綠色數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀分析報告》，目前全球數(shù)據(jù)中心已占全球發(fā)電總量近3%，預計到2030年將快速增加到8%，也有可能接近一成。

張建鋒表示，阿里云是國內(nèi)最早實踐綠色數(shù)據(jù)中心的廠商之一，目前阿里云自建的數(shù)據(jù)中心都已達到國家綠色數(shù)據(jù)中心標準，全年平均PUE小于1.3。