阿里云今年最重要策略是“B2B”，也就是“Back to Basic”，回到云計算的本質，堅持在技術的長征路上，不斷取得新的突破。同時，阿里云正式發布自主研發的云基礎設施處理器CIPU，將在未來取代CPU成為新一代云計算的管控和加速中心。
6月13日，阿里云硬件研發又有了最新進展。在2022阿里云峰會上，阿里云正式發布了其自主研發的云基礎設施處理器CIPU（Cloud infrastructure Procrssing Units），作為一款為新型云數據中心設計的專用處理器，它將在未來取代CPU成為新一代云計算的管控和加速中心。
會上，阿里云智能總裁張建鋒表示，阿里云今年最重要策略是“B2B”，也就是“Back to Basic”，回到云計算的本質，堅持在技術的長征路上，不斷取得新的突破。同時，他認為云計算進入了一個關鍵的突破期，“如果我們定義好下一代技術，中國云計算就有超車機會。”
CIPU引領云計算技術進入新階段
5月26日，阿里發布2022財年業績報表，云業務同比增長23%，全年收入在抵銷跨分部交易前后分別達到1001.8億元和745.67億元，并創下了11.46億元的盈利數據。這是阿里云成立13年以來實現的首次年度盈利，也是阿里云新的歷史性時刻。
遙想當年，從無人看好的業務，到如今一躍成為中國云計算版圖上最耀眼的那顆星，阿里云經歷了13年的隱忍和克制，摸著石頭過河，以飛天云操作系統為核心，自研了芯片、服務器、計算、存儲、網絡、安全等軟硬一體的新型計算體系架構。如今，經過多年的沉淀和積累，阿里云終于有了勇氣，去爭奪云計算下一個階段的定義權。
張建鋒認為，在過去的十多年間，云計算已經經歷了兩個發展階段，從分布式到資源池化，產生了非常多的創新。其中，第一階段是分布式和虛擬化技術替代了大型機，滿足了當時企業所需的算力規模；第二階段出現了資源池化技術，把計算和存儲資源分離，再規模化編排和調度，提供了超大規模的計算和存儲資源池。
這兩個階段的演進推動云計算發展，但它們都是通過軟件定義的方法，基于傳統的以CPU為中心的體系架構去做優化，已經觸及瓶頸。隨著云計算規模的不斷膨脹，大數據應用場景的逐漸增多，云計算整體也面臨了多重挑戰：
首先，計算和網絡傳輸時延大。隨著體系結構越來越分布，一個大型的應用會分散在多個子系統去部署，這些系統之間就需要高速地去互聯；其次，隨著大數據應用的不斷增長，IDC內部的東西向流量越來越大，數據密集型計算也就越來越多；再者，以阿里云為例，其在全球四大洲的27個國家和地區、84個可用區、2800個網絡節點，運營著上百萬臺服務，服務著400多萬客戶，系統規模越來越大、越來越復雜，也造成了超大規模基礎設施的復雜管理問題。
因此張建鋒表示，新一代的云計算要從數據中心的內部做體系化創新，打破以往的以CPU為中心的體系架構，進入以CIPU為中心的體系架構。而CIPU不僅能在以軟件靈活定義整個基礎設施，還能通過硬件加速實現性能大幅提升。
實際上，也并非只有阿里云在此賽道上追逐，比如英偉達在2020年10月發布的DPU（Data Processing Units），側重于解決數據遷移帶寬的問題，能夠從CPU上卸載關鍵的網絡、存儲和安全任務，降低CPU的開銷，一經面世便引發了業界的廣泛熱議。
隨后英特爾也推出了IPU（Infrastructure Processing Units）的概念，強調虛擬化云化能力，通過網絡虛擬化、存儲虛擬化、網絡存儲管理以及安全等功能，加速網絡基礎設施，釋放CPU來提高應用程序性能。可見無論英偉達還是英特爾，都是想要通過軟件定義和硬件加速的方式，替代CPU成為數據中心的核心硬件。
比CPU多個I的CIPU到底是什么？
CIPU和CPU表面雖然只是一個“I”的差別，實際上卻是兩個時代的差距。CIPU作為一顆云端專用處理器，主要用于連接服務器內硬件和云上虛擬化資源。底層基礎設施通過插入CIPU，能夠托管在飛天云操作系統中，進而形成云上的統一虛擬資源池，為客戶提供云上算力。
根據阿里云表述，CIPU向下接入物理的計算、存儲、網絡資源，快速云化并進行硬件加速；向上接入飛天云操作系統，管控阿里云全球上百萬臺服務器，讓算力虛擬化損耗降到0，并通過規模化應用RDMA網絡技術，讓訪問云端比訪問本地硬盤更快。從性能上看，實現了計算、存儲和網絡三類資源的極大提升：
CIPU與計算結合：快速接入不同類型資源的服務器，帶來算力的“0”損耗，以及硬件級安全的加固隔離；
CIPU與存儲結合：對存算分離架構的塊存儲接入進行硬件加速，云盤存儲IOPS最高可達300萬，長尾時延降低50%；
CIPU與網絡結合：可對高帶寬物理網絡進行硬件加速，構建大規模彈性RDMA高性能網絡，時延最低可達5us。
更值得一提的是，CIPU作為一顆專門為飛天系統設計的處理器，對于阿里云從最底層的數據中心核心部件到最上層云原生軟件，建立完整的自研技術體系有著重大裨益。同時，借由“飛天+CIPU”的新一代完整的軟硬件云計算架構體系，也使其相比英特爾、英偉達等純硬件廠商更容易展現其優勢。
根據阿里云官方數據，在通用計算、大數據、人工智能等核心場景的計算測試中，該體系展現了優越的性能。具體為：
在通用分布式計算領域，Redis性能提升了68%、MySQL提升了60%，Nginx提升了30%；
高吞吐類的互聯網業務上云之后，比自建物理機的集群吞吐量提升了30%，業務高峰期延遲下降了90%；
在大數據和AI等計算與數據雙密集場景下，相比傳統的TCP網絡，彈性RDMA高性能網絡的吞吐能力提升30%以上；
云原生方面，容器啟動速度快了350%，在Serverless 場景下6秒可拉起3000個彈性容器實例。
阿里云在實踐創造中走向前列
張建鋒稱，阿里云核心技術一直走在世界的前列，這個新興體系是技術長征路上的新里程碑，這個新型的技術體系正在定義下一代云計算架構。但我們知道，經歷了13年的淬煉，這不是一朝一夕的苦勞，而是不斷試煉和嘗試。
就像此次發布的CIPU，并非阿里云一時的產物。早在2014年，阿里云就開始對各種智能網卡進行了嘗試，最終它在2017年發布的神龍卡上顯示出了雛形。
從功能上來看，神龍卡類似于AWS發布的一款名為Nitro的平臺，主要用于消除計算虛擬化消耗。經過好幾輪迭代之后神龍卡逐漸加入了編排調度、硬件加速等更多能力，最終為CIPU的誕生定下了基調。如今，CIPU已經在阿里云內部有了較大規模的應用和抗壓測試，為雙十一、阿里集團業務等內部客戶和最新實例提供了支持。
除此之外，在芯片層面，阿里云是全球支持CPU種類最多的云廠商，基于“一云多芯”戰略對X86、ARM、RISC-V等多種架構進行適配，形成標準形態的算力輸出。
去年，阿里云還針對云計算大規模、高并發特性，推出自研CPU芯片倚天710。目前，該處理器已在阿里云數據中心內部規模化部署，并順利支撐2021年雙11等多個核心業務。今年4月，基于倚天710的公共云 ECS實例也已上線邀測。
在網絡層面，阿里云建設了全球最大規模的RDMA分布式高性能網絡，CIPU對高帶寬物理網絡進行硬件加速，實現RDMA技術的普惠化；在存儲層面，CIPU對存算分離架構的塊存儲進行加速，讓云端存儲比本地存儲更快，并擁有極大規模的資源池；在計算層面，通過CIPU把虛擬化開銷降到0，并提供硬件安全隔離功能。
未來或許真的會如張建鋒所言，“云計算越來越接近進入下一個時代——全新的架構定義，全新的軟件界面，硬件加速。我們錯過了PC時代，但云這個時代大家起步是一樣的。現在是重新定義云的窗口期，如果我們定義好了，中國就可以在下一個技術時代有自己的一席之地。”
參考資料：
1.《阿里云張建鋒：Back to Basic，定義下一代的云》，阿里云
2.《阿里云首發CIPU處理器，這次要搶CPU的C位，為OS反向自研》，量子位
3.《剛剛，阿里云亮出殺手锏CIPU，云操作系統的最強搭檔》，智東西
