一云多芯市場需求與技術(shù)成熟度評估

在信創(chuàng)化浪潮中，雖然“一云多芯”作為一個新的技術(shù)名詞頻頻出現(xiàn)在行業(yè)報告、產(chǎn)業(yè)宣傳中，但是相信大部分讀者對其了解不夠深入。

一云多芯（Multi-arch Service）是指在同一云內(nèi)可以提供基于鯤鵬、飛騰、海光、Intel、AMD等多種不同CPU架構(gòu)的物理服務(wù)器，提供滿足不同應(yīng)用改造和環(huán)境遷移需求的云計算、云存儲和云網(wǎng)絡(luò)能力。由于起步晚、技術(shù)來源多元，信創(chuàng)化、信息化體系將面臨不同CPU架構(gòu)物理服務(wù)器混合采購和使用的現(xiàn)狀，一云多芯技術(shù)作為國內(nèi)云計算的一個特色功能，收窄了信創(chuàng)應(yīng)用適配N個操作系統(tǒng)與M個CPU架構(gòu)的NxM多選的困境，快速在產(chǎn)業(yè)側(cè)完成了產(chǎn)品研發(fā)和行業(yè)側(cè)的案例落地。

易捷行云EasyStack在2021年4月正式發(fā)布了一云多芯的產(chǎn)品。隨著信通院作為工信部直屬科研事業(yè)單位，開始組織產(chǎn)業(yè)單位編制《一云多“芯”標(biāo)準(zhǔn)體系》，標(biāo)志著一云多芯已成為行業(yè)共識，正式進(jìn)入國家標(biāo)準(zhǔn)化軌道。

一云多芯解決了信創(chuàng)高速發(fā)展過程中行業(yè)信創(chuàng)化的如下痛點(diǎn)：

1）選型之痛

行業(yè)用戶在國家和行業(yè)政策要求下進(jìn)行應(yīng)用信創(chuàng)化改造時，優(yōu)先關(guān)注的應(yīng)用系統(tǒng)依賴的技術(shù)路線的選型。關(guān)注短期快速應(yīng)用遷移的傾向于X86路線的海光服務(wù)器，關(guān)注長期供應(yīng)鏈案例的傾向于ARM路線的飛騰、鯤鵬服務(wù)器。一云多芯技術(shù)可提供多種技術(shù)路線并行的選項，可根據(jù)行業(yè)政策調(diào)整和行業(yè)應(yīng)用的部署規(guī)模動態(tài)調(diào)整不同技術(shù)路線的算力規(guī)模。

2）采購之痛

受起步較晚、出貨量快速攀升、供應(yīng)鏈不穩(wěn)定的影響，不同CPU架構(gòu)信創(chuàng)服務(wù)器和國產(chǎn)配件的采購價格也像過山車一樣起伏，還不時受到斷貨的影響。對行業(yè)客戶來說，采購發(fā)生時性價比較好的服務(wù)器供貨存在不確定性，每個批次采購差別很大。一云多芯技術(shù)大大拓展了行業(yè)采購的兼容范圍，減輕了硬件綁定和供貨不穩(wěn)定的風(fēng)險，增強(qiáng)了行業(yè)采購部門的定價權(quán)。

3）研發(fā)之痛

傳統(tǒng)應(yīng)用的信創(chuàng)化改造不是一蹴而就的短期項目，而是一個漸進(jìn)的調(diào)整過程。

一是應(yīng)用改造的工作量較大，國家層面要求辦公系統(tǒng)全面替換、管理系統(tǒng)應(yīng)替盡替、生產(chǎn)系統(tǒng)能替就替，行業(yè)制定的替換規(guī)劃通常也是到了十四五末；

二是應(yīng)用的信創(chuàng)化改造也不是AppleToApple的等量替換，更多的場景是配合行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，引入大數(shù)據(jù)、人工智能、移動互聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)，這必然要求應(yīng)用開發(fā)模式的升級；

三是信創(chuàng)服務(wù)器算力較弱，應(yīng)用的分布式改造通過多實(shí)例并發(fā)來實(shí)現(xiàn)性能上的替代。一云多芯技術(shù)提供了多元算力能力，滿足不同應(yīng)用替換、升級場景下對多樣化算力的需求。

4）過渡之痛

在行業(yè)應(yīng)用的信創(chuàng)化替代升級過程中，應(yīng)用部署環(huán)境的多樣化也是現(xiàn)實(shí)的需求，典型情況下數(shù)據(jù)庫部署于物理服務(wù)器、中間件部署于虛擬機(jī)、前端部署于容器。一云多芯技術(shù)將多元算力融合于統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)、存儲架構(gòu)下，提供了裸金屬、虛擬機(jī)、容器互聯(lián)互通的應(yīng)用平滑過渡環(huán)境。

5）運(yùn)維之痛

信創(chuàng)CPU、服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處于高速迭代過程中，硬件的兼容性、可靠性、可維護(hù)性與傳統(tǒng)硬件設(shè)備存在階段性差距，加大了運(yùn)維工作的復(fù)雜性和工作量。一云多芯技術(shù)對信創(chuàng)服務(wù)器進(jìn)行了全面的監(jiān)控，事前主動提醒硬件檢修，事中主動屏蔽硬件故障，事后支持故障自愈，屏蔽了信創(chuàng)環(huán)境下頻發(fā)的硬件問題，是信創(chuàng)環(huán)境運(yùn)維的利器。

一云多芯技術(shù)發(fā)展也經(jīng)歷了從多到一、從繁到簡的過程。

階段一：邏輯統(tǒng)一

一云多芯剛起步時，云廠商嘗試基于特定芯片的物理環(huán)境，將傳統(tǒng)X86上的云軟件（甚至只是虛擬化軟件）向信創(chuàng)環(huán)境移植，形成一個芯一個云的測試環(huán)境。并基于云管理平臺的多資源池納管能力，將X86生產(chǎn)資源池與信創(chuàng)測試資源池形成邏輯上的統(tǒng)一管理。

這個階段的一云多芯只能實(shí)現(xiàn)管理界面上的統(tǒng)一，硬件、計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)能力都是獨(dú)立的，業(yè)務(wù)之間也是割裂的。

階段二：嫁接方案

云廠商嘗試將不同架構(gòu)芯片的服務(wù)器糅合到一個云管理平臺上進(jìn)行統(tǒng)一管理，受限于產(chǎn)品研發(fā)周期的局限，采用了不同程度的嫁接式方案：

1）以指定架構(gòu)的服務(wù)器作為云的控制平面，其它異構(gòu)服務(wù)器只能作為計算、裸金屬等有限角色；

2）異構(gòu)服務(wù)器采用“定制版”安裝介質(zhì)，功能上與X86版本有差距；

3）安裝配置異構(gòu)服務(wù)器時使用腳本、命令行或其它依賴人工手段。

階段三：產(chǎn)品級支持

隨著信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)的快速迭代，主流云產(chǎn)品廠商陸續(xù)推出了產(chǎn)品級一云多芯能力。產(chǎn)品級方案與嫁接方案方面有了明顯提升，具備了生產(chǎn)部署條件：

1）不同架構(gòu)的服務(wù)器可以混用架構(gòu)，管理、網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲等各類角色服務(wù)器都可以混用異構(gòu)服務(wù)器；

2）安裝介質(zhì)統(tǒng)一，不同芯片服務(wù)器上提供的服務(wù)能力相同；

3）支持動態(tài)在存量云中增加一云多芯服務(wù)能力，安裝過程界面化、自動化，支持在線擴(kuò)容不同芯片架構(gòu)的資源池，對存量業(yè)務(wù)沒有影響。

一云多芯服務(wù)的成熟度可以從以下指標(biāo)進(jìn)行度量。

1）安裝

同源代碼：1個安裝包、1個部署工具、1種安裝方式（圖形）。

2）自動化部署

無需手動安裝、無需命令行輔助、無需安裝后配置調(diào)整。

3）運(yùn)維

統(tǒng)一運(yùn)維：1個管理門戶、1套賬戶體系、1種使用體驗；

服務(wù)自愈：全棧服務(wù)自愈，智能監(jiān)控運(yùn)維。

4）擴(kuò)容

規(guī)模持續(xù)擴(kuò)展：一鍵擴(kuò)容計算節(jié)點(diǎn)、存儲節(jié)點(diǎn)、計算存儲節(jié)點(diǎn)等；

能力持續(xù)獲?。阂绘I獲取新的產(chǎn)品能力，容器服務(wù)、裸金屬服務(wù)、數(shù)據(jù)保護(hù)服務(wù)等。

5）迭代

同源代碼：同一套代碼，聚焦精力持續(xù)迭代、持續(xù)創(chuàng)新；

全棧滾動升級：云平臺和產(chǎn)品能力均可獨(dú)立升級迭代。

6）能力一致性

功能方面：功能清單一致；

性能方面：性能基線準(zhǔn)確；

場景方面：場景覆蓋完整。

一云多芯技術(shù)解決了信創(chuàng)技術(shù)路線繁雜對企業(yè)落地選型過程中的實(shí)際困難，在路線選型、平滑過渡、信息創(chuàng)新等應(yīng)用場景中作用突出。

1）路線選型

在多種芯片路線并存的現(xiàn)實(shí)情況下，企業(yè)單一選擇特定技術(shù)路線風(fēng)險很大。國內(nèi)CPU芯片供貨不穩(wěn)定，信創(chuàng)服務(wù)器價格波動較大，服務(wù)器供應(yīng)商可選來源少，采購成本高。一云多芯技術(shù)解決了路線選型的實(shí)際問題，硬件采購來源更廣，每次采購可根據(jù)市場行情擴(kuò)容成本最低的資源池，建設(shè)成本可控。

2）平滑過渡

業(yè)務(wù)遷移改造成本高，選ARM路線部分業(yè)務(wù)改造不動，選C86路線后期有二次改造的風(fēng)險，選龍芯性能不足。一云多芯技術(shù)允許業(yè)務(wù)應(yīng)用X86資源與Arm資源基于業(yè)務(wù)情況按比例混合部署，業(yè)務(wù)遷移改造想基于哪個架構(gòu)都可以，并支持在運(yùn)行過程中動態(tài)不同架構(gòu)資源池中的應(yīng)用部署比例。

3）信息創(chuàng)新

一云多芯提供了虛擬機(jī)、裸金屬、容器等多元算力，為業(yè)務(wù)改造提供多樣化的選項，為技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動的應(yīng)用改造提供了更靈活的支撐能力。例如業(yè)務(wù)應(yīng)用從X86向ARM遷移時會面臨的類庫適配的問題，使用ARM容器技術(shù)將應(yīng)用基于之前運(yùn)行的操作系統(tǒng)整體打包成容器鏡像就可以非常簡便的解決；裸金屬解決了信創(chuàng)服務(wù)器性能不足的問題，配合共享存儲等技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高性能數(shù)據(jù)庫服務(wù)支撐能力。

一云多芯技術(shù)為客戶帶來了異構(gòu)兼容、降低消耗、簡化運(yùn)維、成本節(jié)約等實(shí)實(shí)在在的價值。

1）異構(gòu)兼容

實(shí)現(xiàn)多種芯片路線異構(gòu)并存，屏蔽底層芯片差異化，降低了客戶數(shù)據(jù)中心建設(shè)運(yùn)維的難度和應(yīng)用遷移改造的難度。

2）降低消耗

使用一套云平臺去管理不同CPU架構(gòu)的計算資源池，減少了管理服務(wù)器的使用，使硬件資源更多用于業(yè)務(wù)支撐而非控制服務(wù)消耗，提升資源利用率。

3）簡化運(yùn)維

通過部署架構(gòu)、管理界面、賬號體系的統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一運(yùn)維、統(tǒng)一運(yùn)營，簡化了日常運(yùn)維工作，降低了云平臺的管理成本。

4）成本節(jié)約

一云多芯技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的資源調(diào)度，如存儲和網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一編排調(diào)度，降低了運(yùn)維成本，而且實(shí)現(xiàn)了同一控制平面對多種計算資源池的管理，節(jié)約了硬件采購成本，同時還方便了應(yīng)用遷移改造上云，節(jié)約了研發(fā)成本。

一云多芯技術(shù)發(fā)展時間不長，但卻在金融、制造、能源等行業(yè)得到了快速應(yīng)用。

金融研發(fā)測試云

某證券公司建設(shè)了覆蓋飛騰、鯤鵬、海光的研發(fā)測試環(huán)境，滿足上層業(yè)務(wù)升級改造過程中對不同架構(gòu)計算能力的需求，同時也作為服務(wù)器廠商入圍框采的硬件可靠性驗證環(huán)境。

央企信創(chuàng)云

某央企早期采用飛騰技術(shù)路線完成了OA、郵件、網(wǎng)站等辦公系統(tǒng)的信創(chuàng)化改造，在管理系統(tǒng)替換階段需要擴(kuò)容海光服務(wù)器能力，滿足高性能財務(wù)系統(tǒng)上云的資源需求。

能源網(wǎng)級云

某能源集團(tuán)早期采購華為服務(wù)器組建網(wǎng)級云平臺，第二年鯤鵬服務(wù)器漲價明顯，因此只能降低鯤鵬服務(wù)器的比例，采購部分飛騰服務(wù)器，使用一云多芯完成云資源池的持續(xù)擴(kuò)容。

審核編輯 黃宇