作者/金德禄𞓜 本文中的图片都来自网络 最近，阿里云正式发布了一款新处理器：cipu，并宣布未来cipu可能取代CPU成为云计算的控制和加速中心
CPU指的是中央处理器。它的规格决定了服务器的工作效率。当前的云计算基于以CPU为中心的架构，并以软件定义的方式进行优化。当数据量激增时，它已经遇到了瓶颈
Cipu指的是云基础设施处理器，它可以将全球超过200万台阿里云服务器整合为一个；超级计算机；，为客户提供更高性能、更低价格和更可靠的云计算服务
一家小店的运营能力只能在有限的范围内提升。可以想象，在两百万家小店的高效合作下，运营能力将得到提高。从单个计算机集群到；超级计算机“；云计算的诞生也更符合云计算的定义
可以说，cipu从源头上重新创造了云计算的新发展路径。正如基础科学是土壤，应用技术是树木一样，这种回归源头、突破瓶颈的方式与整个现代科学技术的发展路径不谋而合。当参天大树难以生长时，最需要的是种植和耕作土壤 **01云计算的瓶颈是什么？ **
为了更好地理解阿里云对以cipu取代CPU作为云计算架构中心的信心，我们需要将其纳入云计算的发展中
在过去的十年中，云计算技术经历了两个发展阶段。在第一阶段，分布式和虚拟化技术取代了大型机和小型计算机，以满足当时企业业务扩张带来的计算灵活性要求
企业通过分布式架构将计算能力分散到不同的机器上，解放了供应链的弹性。同时，引入虚拟化技术，实现分时复用，解决单个集群资源利用率相对较低的问题
这种分布式架构使企业具备云的基本技术能力，但不具备云计算的核心生产力。例如，它没有实现资源弹性、按需扩容、线性可扩展等，即难以满足业务规模扩大的需求
第二阶段是资源池技术，它将计算和存储资源分离，然后大规模地安排和调度，提供超大规模的计算和存储资源池
这种通过将不同的物理资源转化为虚拟化资源的统一池管理技术加速了公共云时代的到来。企业不再需要自己管理这些资源。相反，云制造商提供统一的调度、管理和调度来提高资源利用率
如果分布式和虚拟化技术促进了云计算的兴起，那么资源池技术已经大大降低了云计算的门槛。然而，它们是基于传统的以CPU为中心的体系结构，通过软件定义的方法进行优化的。随着数字经济的到来；基于软件定义“；云计算再次无法满足行业的需求
云供应商发现，管理基础设施变得越来越大、越来越复杂，数据密集型计算也越来越多。纯软件定义、以CPU为中心的云架构的虚拟化成本很高，而且成本还会继续增加。也难以满足云计算低延迟、高带宽的需求
业界期待并努力推动下一代云计算的发展。2020年后，一些芯片巨头相继推出了相关的数据中心产品，如NVIDIA的DPU（数据处理单元）和Intel的IPU（基础设施处理单元）。像阿里云的cipu一样，他们都希望设计一个新的控制中心来取代CPU的控制功能 **02 cipu突破性想法 **因此，这些产品在诞生之初就被赋予了更换CPU的任务，如何解决以CPU为中心的云计算所面临的瓶颈？首先，让我们看看DPU。其诞生的背景是带宽增长与计算性能之间的不平衡。CPU的性能从5-十年前，年增长率为30%，但三年前，年增长率不到3%。然而，网络带宽仍以每年约35%的速度增长，这意味着处理性能与带宽增长的比率已从约1:1变为约1:10
因此，DPU关注数据迁移带宽能力。作为一个集成的加速平台，DPU可以从CPU中卸载关键的网络、存储和安全任务，并减少CPU开销。直接影响是给cpu；让我们看看IPU。IPU以类似的方式遵循DPU。IPU通过一个专用的协议加速器加速基础架构功能，包括存储虚拟化、网络虚拟化和安全性。通过将软件中的存储和网络虚拟化功能从CPU转移到IPU，释放CPU内核，允许灵活的工作负载分配，提高数据中心利用率
因此，IPU强调虚拟化和云的能力。它扩展了Intel智能网卡的功能，以应对日益复杂的数据中心，并提高了数据密集型场景中的计算能力
虽然技术路径存在差异，但DPU和IPU都希望由软件定义+硬件加速取代CPU成为数据中心的核心硬件。 Cipu更像是两者的结合。它连接到物理计算、存储和网络资源，快速云和硬件加速；向上访问飞行中的云操作系统，管理和控制全球数百万台阿里云服务器，将计算能力虚拟化损失降至零，并大规模使用RDMA网络技术，使云访问速度超过本地硬盘访问速度，因此，cipu不仅可以解决数据迁移带宽问题，还可以通过云虚拟化管理和控制数据中心。同时，飞行系统设计完成后，实现了软硬件的集成，不仅可以通过硬件提供高性能，还可以通过软件提供灵活性
cipu和飞天云操作系统也是由阿里云的同一个大型研发团队开发的。阿里云基础产品首席架构师黄瑞瑞在接受媒体采访时曾指出：；向上飞行的云操作系统和向下的 cipu之间的组合效应必须大于2，因为它们是集成的 **03 3.0云计算新生态 **
宝剑锋已经磨练过了。在正式推出cipu和飞天云操作系统之前，阿里云已经走上了10多年的技术积累之路
2009年，阿里云自主开发了云计算操作系统飞天，帮助多个平台解决了必要的极端并发场景，如天猫双11购物节，12306年春节购票高峰等
2017年，阿里云再次开发DPCA架构，并通过将其转移到专用硬件加速虚拟化，实现性能；0损失报价（"e；，在一定程度上解决了服务器虚拟化性能损失的问题
经过几轮迭代，DPCA逐渐增加了调度、硬件加速等功能，最终诞生了cipu原型，持续改进后推出
不难发现，阿里云首先通过飞天系统的定义和迭代，实现了对客户需求的清晰感知。然后我们做了cipu，通过深度定制底层基础设施，实现了云计算的终极性能和体验
同时，cipu和飞天系统也可以深度适应其他自主开发的产品，如DPCA计算平台、盘古存储平台和洛神网络平台。事实上，阿里云已经构建了以飞天云操作系统为核心，自主研发芯片、服务器、计算、存储、网络、安全等软硬件的全新计算架构
在新型科技产业中，技术和产品的突破意味着生产力的转型和竞争格局的重塑。因此，技术路线之争可能仍然是企业乃至行业的命运
就像新能源技术一样，磷酸铁锂电池与三元锂电池之争、单晶硅芯片与多晶硅芯片之争等，都是企业衰落与崛起的背后。另一个例子是移动通信技术。国内行业在1G空白、2G后续和3G同步方面已经超过5g，云计算也是如此。cipu和飞天系统的推出，意味着阿里云找到了打破传统云计算发展道路的新途径。一旦成为主流，阿里云将有实力定义下一代云计算标准，成为中国云计算国际竞争乃至it行业的主力军
正如郑伟民院士所言，阿里云的cipu将使中国在争夺云计算定义权方面处于有利地位，改变最初由西方技术制定的游戏规则，使中国IT行业建立全球领先地位。这种模式的变化使他乐观地认为，中国将在下一个技术时代占有自己的位置
当然，技术的发展往往是一个不断突破和进步的过程，而关于技术路线的争议往往是一个艰难而漫长的过程。Cipu和飞天系统不会是云计算竞争的终结。阿里云还需要不断开发更多高附加值、代表行业发展方向的产品，以争夺云计算的话语权。