洞见新研社
作者 | 魏启扬
来源 | 洞见新研社
不久前结束的阿里云峰会上，阿里云释放了一枚“重磅炸弹”，发布了一款自研的云数据中心专用处理器，这款处理器取名为CIPU（Cloud Infrastructure Processing Units 数据中心专用处理器）。
很多媒体都对CIPU的功能特点进行了非常详尽的解读，我们就不再赘述。
简而言之，CIPU是一颗云端处理器，向下接入物理的计算、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。
无论是阿里云公布的数据指标，还是业内专家的评价，都指向一个结论——CIPU很NB，它让中国在争取云计算的定义权中，处在有利位置。
“阿里云提出的CIPU技术，把上一代计算架构的中心完全打破了，在基础技术上实现了世界领先，跟国际巨头站在同一个起跑线上。”
——中国工程院院士郑纬民
不就是一颗芯片嘛，CIPU到底有啥特殊，CIPU对于阿里，对于整个云计算行业而言，又意味着什么
01，已经有CPU了，为什么还需要CIPU？
一般来说，驱动创新的力量有两个，要么是解决已有问题，要么是创造新的机会。
CIPU诞生则是这两股力量兼而有之。
我们先来看看云计算发展到现在到底出了什么问题。
阿里云智能总裁张建锋（花名：行癫）将云计算过去十多年的发展总结成两个阶段：
第一阶段是分布式和虚拟化技术替代了大型机，满足了当时企业因业务扩张而带来的算力弹性需求；
第二阶段出现了资源池化技术，通过把计算和存储资源分离，然后再规模化编排和调度，形成了超大规模的计算和存储资源池。
这两个阶段，CPU在云计算体系架构中都是无可争议的C位，可随着以大数据应用为代表的数据密集型场景越来越多，海量数据在不同系统中搬运计算，CUP维持”C位”逐渐变得“力不从心”，这种以CPU为中心的传统架构的短板也暴露出来了。
首先是慢。
在分布式体系架构下，很多大型应用会分散在多个子系统中去部署，这就对各系统之间的延迟提出了很高的要求，此外，由于大数据应用的增长，数据中心内部数据的迁移流量也在增大，这对网络带宽又是一个挑战。
其次是超大规模的复杂管理。
这里既包含了云计算超大规模基础设施的硬件管理，也有云内部超大应用、复杂应用的管理。像阿里云在全球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，服务着全球400多万客户，如此大的规模，其中的管理难度和成本超乎想象。
矛盾点在于，CPU最开始时并不是为了搭载云操作系统而设计的，CPU的优势是单核性能强，在指令性计算任务处理时，性能优异，但对数据处理并不擅长，数据吞吐能力弱，一旦遇到分布式大数据系统就要消耗大量的资源用于数据搬运。
针对上述短板，英伟达和英特尔分别给出了DPU和IPU两个解决方案。
DPU做的是集成加速平台，即对CPU部分功能进行卸载，优化，减轻CPU的负担，侧重解决数据迁移带宽不够用，速度“慢”的问题。
IPU强调虚拟化云化能力，通过网络虚拟化、存储虚拟化、网络存储管理以及安全等功能，加速网络基础设施，释放CPU核来提高应用程序性能，侧重解决“超大规模复杂管理”的问题。
很明显，无论是DPU还是IPU，都不是完美的解决方案，阿里云已经是个成年人了，它不做选择题，CIPU就是在这样的背景下诞生了，既能云化虚拟化管控数据中心，又能解决数据迁移带宽的问题。
阿里云官方公布，基于CIPU和飞天云计算架构体系，在通用计算、大数据、人工智能等核心场景的计算测试性能：
●在通用分布式计算领域，Redis性能提升了68%、MySQL提升了60%，Nginx提升了30%；
●高吞吐类的互联网业务上云之后，比自建物理机的集群吞吐量提升了30%，业务高峰期延迟下降了90%；
●在大数据和AI等计算与数据双密集场景下，相比传统的TCP网络，弹性RDMA高性能网络的吞吐能力提升30%以上；
●云原生方面，容器启动速度快了350%，在Serverless 场景下6秒可拉起3000个弹性容器实例。
阿里云在CIPU的研发过程中采用了“软件定义+硬件加速”的思路，将其定位为飞天云操作系统的专用处理器，如此一来，不但通过硬件提高性能解决云计算发展中遇到的痛点，还能通过软件提供灵活性，在系统、应用和资源的管理上大大加强。
02，云厂商那么多，为什么是阿里云发布CIPU？
第二问题最直接的答案是阿里云自身业务需求的驱动。
上文有提到，如今阿里云的IDC规模已经极为庞大，在全球范围内管理着上百万台服务器，阿里云遇到的问题肯定比99%的云厂商都要多，加之行业内还没有出现公认的“完美方案”，而阿里云恰恰又有解决上述问题的能力，研发CIPU也就顺理成章。
早在2016年，阿里巴巴内部就开始了技术长征，2017年发布了一个叫“神龙卡”的设备，用来应对传统CPU计算架构系统难以解决的问题，阿里云后续还对“神龙卡”进行了多轮迭代，逐渐完善了编排调度、硬件加速等更多能力，以“神龙卡”为基础，阿里云又进行了一次从0到1的创新，即我们现在看到的CIPU。
事实上，在过去的几年里，CIPU已经承受过像“双十一”、12306春运抢票这种体量的性能和压力测试，甚至有一些阿里云的客户提前“尝鲜”，使用过基于CIPU的云计算服务了，虽然用户层面对底层硬件层的感知不明显，但阿里云的工程师们心里还是很清楚，“自己用过觉得好，才是真的好”。
在阿里云自身业务的驱动之外，出于行业竞争的需求，也推动着阿里云去做像CIPU这样的创新。
比如亚马逊AWS推出了Nitro方案，早在2017年时就想用Nitro系统来取代以CPU为核心的计算架构体系。
从技术原理来看，Nitro与CIPU类似，他们的区别在于，Nitro将硬件芯片和软件系统集成到了一起，其外部形态就是一个盒子；而CIPU则由专用芯片和控制器构成，对接飞天操作系统，并对其进行管理。
张建峰在接受媒体专访时表示，“云计算越来越接近进入下一个时代了——全新的架构定义，全新的软件界面，硬件加速。”
张建峰讲述了云计算行业当前的现状，同时也暗喻着，在新一代主流云计算架构没有确定之前，这是一个难得的窗口机会，一个重新定义云计算的机会。
举个例子，一些做设计的用户在渲染时要用到很高的算力，于是会花很多成本用在配置电脑上，但如果用到云电脑，就可以节省很大一块前期投入，此外，用户的数据全在云上，有加密、熔断等保护机制，比存在本地硬盘还要安全很多。
此外在办公、游戏、娱乐等很多场景中，云电脑也都有着自己的独特优势。
想象一下，当我们不再需要物理主机时，云计算市场将会发生怎样变化？
阿里云发布CIPU，努力构建新一代的云计算架构体系，从表面上看是与AWS这样的友商在技术层面的针锋相对与“明争”，实则是关乎未来生存与发展的“暗斗”。
03，说得天花乱坠，CIPU能为阿里云带来什么？
阿里云在2022财年实现了成立13年来的首次年度盈利。
5月26日，阿里发布的2022财年的业绩报表披露，云业务同比增长23%，全年收入在抵销跨分部交易前和抵销后分别为1001.8亿元和745.68亿元，并且实现了11.46亿的盈利。
这只是阿里云的一个新起点，阿里云的野心远远不止于此。
此次阿里云在发布CIPU的同时，提出了“Back to Basic”战略，要重新回到云计算的本质。
如何理解？
对照着英特尔和微软联手的wintel联盟，苹果A系列芯片与IOS操作系统的组合，我们可以发现，就像鞋子要合脚一样，硬件和软件必须相互结合，才能让系统性能达到最佳。
阿里云过去在云计算的软件方面已经跑得足够远，足够快。
2009年，阿里云自研云技术操作系统飞天团队写下第一行代码，在飞天系统之下，阿里云此后又陆续构建了网络虚拟化洛神平台、计算虚拟化神龙平台、存储虚拟化盘古平台三大核心组件，目前已经拥有了比较完备的软件基础设施，如今配上能协调各方能力的CIPU，阿里云的追求的不再是计算系统性能的再上台阶，而是云计算下一轮技术主导权竞争的主动。
用张建峰的话来说，阿里云是“既要做英特尔，也要做IBM”。
在Back to Basic战略下，阿里云实际上形成了两个平台，一个是向用户提供大数据分析、AI等能力，满足产业互联网时代下用户的数字化转型与创新方面的需求；另一个是阿里云面向终端用户的“云钉一体”与低代码，为用户提供入口与快速开发的能力。
简而言之，阿里云要完成既能处理任务，也能处理数据的进化，不但能向用户提供资源，还能向用户提供能力。
过去基于分布式系统，云计算行业实际上建立的是一个可弹性售卖的系统，只要有能力做分布式系统的厂商，都能迈进云计算的大门，而如今随着CIPU的诞生，新的计算体系架构下，云服务的门槛实际上是被抬高了，于阿里云而言，其竞争力进一步加强，亦是阿里云在2020年提出的“做深基础、做厚中台、做强生态、做好服务”战略中“做深基础”的延伸。
另外一个维度，如果站在云计算发展史，亦或是新一轮全球科技竞争的大背景下，CIPU的发布或许有更深刻的意义。
郑纬民院士的评述是，“这是一件改变格局的事情，改变了原本由西方技术制定的游戏规则，让我国IT产业建立了全球领导力。”
最后总结一句，CIPU或许只是云计算漫长发展过程中的一小步，但一定能在中国云计算发展史中占据重要位置，同时也极有可能是阿里云的与友商拉开差距的开始。
创乎网创始人
