继CPU之后，阿里云再次发布自研处理器。
作者 | 赵健
今天，阿里云在线上举办了2022阿里云峰会。
不久之前，阿里巴巴发布最新财报，阿里云在成立13年后首次实现年度盈利，这意味着阿里云将从高增长进入高质量发展的阶段。
下一步阿里云怎么走？在本次阿里云峰会上，阿里云智能总裁张建锋给出了答案：今年阿里云最重要的策略是“B2B”——Back to Basic，回归云计算的本质，坚持技术长征。张建锋认为，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。”
本次阿里云峰会的最大看点，就是阿里云为打造“下一代的云”而推出的一款云数据中心专用处理器CIPU（Cloud Infrastructure Processing Units，云基础设施处理器），CIPU将替代CPU成为云时代IDC的处理核心。
阿里云的战略概括为“做深基础、做厚中台，做强生态，做好服务”。本次CIPU的发布，可以看作阿里云“做深基础”战略的延续，也是阿里云自研技术体系的一次集中展现。
CIPU替代CPU？
阿里云为什么要推出CIPU？张建锋表示，过去十多年，云计算技术发展经历了两个阶段：
第一阶段是分布式和虚拟化技术替代了大型机、小型机，满足了当时企业业务扩展带来的算力弹性需求；第二阶段出现了资源池化技术，通过把计算和存储进行分离，而后规模化编排和调度，形成了超大规模的计算和存储资源池。
这两个阶段都是以CPU为中心的计算体系架构。但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逐渐无法满足客户的需求，具体表现为：
- 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。
为了解决上述问题，需要对数据中心内部的云计算体系架构进行改革创新。因此，阿里云从以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。
在阿里云的介绍中，CIPU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。
值得一提的是，CIPU对CPU的替代并非完全的替代。CPU主要承担两个角色，一个是计算逻辑，一个是控制逻辑，CIPU承担绝大部分的控制及少部分的计算能力，CPU仍然承担绝大部分的计算能力。
此外，CPU只是算力中的一个单元，此外还有GPU、异构芯片等相关的算力，都需要额外的调动与协调，这就需要CIPU的能力。
总体来看，CIPU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。
存储方面，通过全硬件虚拟化和转发加速，存储时延最低可至30us（PLX），IOPS高达300万，存储带宽可达200 Gbps，全面超越市面上所有云产品，云端能提供比本地更安全可靠且高性能的存储能力；
网络方面，基础带宽从100G升级至200G，VPC的PPS转发性能从2000万提升至4000万，网络时延从22us降低至16us，RDMA协议下更可低至5.5us。应用上云之后，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%；
计算方面，单容器虚拟化消耗减少50%，虚拟化容器启动速度快350%。主流通用计算场景下，Nginx性能提升了89%，Redis性能提升了68%、MySQL提升了60%。大数据和AI 场景下，AI深度学习场景训练性能提升30%，Spark计算性能提升30%。同时，神龙计算平台可以提前预测80%的硬件故障，并进行无感热迁移规避，从而实现了业界领先的高可用SLA。
CIPU是阿里云自研技术体系的一环。过去13年，阿里云自主研发了飞天云操作系统，并构建出自研芯片、服务器、计算、存储、网络等软硬一体的新型计算体系架构。
会后，阿里云技术产品负责人蒋江伟（小邪）、阿里云基础产品首席架构师黄瑞瑞、阿里云虚拟化技术负责人蒋林泉（雁杨）三人与媒体进行了对话，「甲子光年」整理了部分关于CIPU的问题略作编辑如下：
媒体：阿里云去年推出自研的CPU倚天710，现在又推出了CIPU，阿里云自研的芯片之间是什么关系？
蒋江伟：它不是一个替代关系。对于单个计算节点里面，本身还是CPU在工作。
倚天其实是一个ARM架构，英特尔、AMD是X86架构，不同的客户可能会因为workload（工作量）不一样，而选择不同的架构。比如有一些手机应用厂商，他为了更好适应大部分手机里面基于ARM架构的芯片，在研发过程中会选择ARM架构的芯片，倚天也是为此而生。
但是CIPU是一个大数据中心、大云计算的控制器的概念，是一个算力加速的概念，这是完全两个不同的概念。
媒体：亚马逊、英特尔这些厂商都在对定制管理数据中心的软硬件。亚马逊有Nitro、英特尔IPU，阿里云的CIPU和这些厂商的产品有哪些相同点和差异点？
蒋林泉：我们先谈两个面：一是行业在做的东西，二是供应商做的事情。
英特尔、英伟达是供应商，阿里云是云服务商，我们之间不是对手关系。阿里云CIPU是用顶层的云飞天操作系统，根据垂直业务驱动向下定义芯片。所以CIPU能精准解决掉云操作系统关于管理、控制、调度的问题，以及部分核心业务加速的问题。它是为云而生，这是最大的一个区别。
至于说AWS，阿里云跟AWS其实都迈入到了类似的一个新阶段，区别只是我们在不同的市场里面，看到的风景不太一样。国内云计算的企业客户和海外用了30年的成熟企业客户还是有差异的，比如说在国内阿里云要更普惠地服务中小客户，就需要在高性能的情况下，保证非常大规模、高可用的稳定性。这驱动我们的技术路径有所不一样。
媒体：目前有哪些企业客户使用了通过CIPU管理的数据中心？客户选择这个解决方案的原因是什么？取得了什么样的效益？是否需要更高的成本？
黄瑞瑞：其实CIPU+飞天已经融入到整体的云平台，客户看到的其实就是云上的一个池化的统一管控的算力资源。当客户取用它的时候，就会发现：第一有更好的性价比；第二，应用不需要做任何的调整，本身性能就会更高。所以从这个视角来讲，并不会因为我们有了CIPU这个品列或者说这个硬件，而造成成本的增加。
媒体：CIPU是有一个流片的芯片，比如说我们最直观看到它是多少核、采用什么指令级、它是什么制程，还是它更偏向架构领域的协同、虚拟算法的存在？
蒋林泉：其实分两方面的技术：一是飞天纯芯片部分，也就是流片出来的芯片，有可能是ASIC的芯片，或者FPGA的技术，背后其实是芯片化的。二是和专用芯片协作，还有一块小的CPU，这个时候小的CPU已经变成纯控制器，会跟我们刚才说的专用芯片协同起来，组成一个体系，这两个构建出了CIPU的内核。
在物理形态上，CIPU最初其实是放在一个服务器上，以一张卡的形式存在，为了解决智能网卡所不能解决的问题。但是这一代及后面，除了专用芯片+控制器为主核的内核，它的外围硬件可能有各式各样的变化，无论是卡还是box。但是它的位置是不会变的，就是基于飞天操作系统和云IDC、云数据中心各种硬件的中心的位置。
媒体：它的散热的功能能耗能介绍一下吗？还有它是多少纳米的制程？
蒋江伟：整个制程相关的，我们都是保密的。但是对于功耗来讲，其实也是看规格，就是说我们如果对于卸载非常大的一些场景，它功耗会高；但如果是纯控制的场景，其实它功耗会非常低。