過去幾十年來，很多商業(yè)變革的背后，如果去追溯的話，都可以在計(jì)算的變化上找到起點(diǎn)。從計(jì)算能力遵循摩爾定律不斷攀升，最終解鎖了智能手機(jī)，帶來了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)；到云計(jì)算的出現(xiàn)解決了超高并發(fā)和大算力的經(jīng)濟(jì)性問題；再到現(xiàn)在追求計(jì)算的可信與安全，而不是計(jì)算效率和計(jì)算經(jīng)濟(jì)性的區(qū)塊鏈… 可以說「計(jì)算」這個(gè)核心點(diǎn)，就是數(shù)字經(jīng)濟(jì)永恒的發(fā)展基礎(chǔ)。技術(shù)能力的變化，以及它要解決問題的目標(biāo)的變化，每跳動(dòng)一次就意味著一次商業(yè)變革。

當(dāng)然，不論到什么時(shí)候，計(jì)算效率的提升都是重要的問題，而效率提升最終還要回到芯片和系統(tǒng)的底層去尋找空間。

最近，我看到阿里云做了一件事，發(fā)布了一款自主研發(fā)的云數(shù)據(jù)中心專用處理器 CIPU（Cloud infrastructure Processing Units），并表示，CIPU 是一款為「飛天」操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的專用處理器，它將取代 CPU 成為新一代云計(jì)算架構(gòu)體系的處理中心。

阿里云-飛天大數(shù)據(jù)

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這里讓我疑惑的是：新概念在云計(jì)算產(chǎn)業(yè)中并不稀缺，單是包括 IPU、TPU、DPU 和各種 AI 芯片已經(jīng)讓人應(yīng)接不暇了。而阿里云推出的 CIPU 究竟是什么？它和之前的概念有什么區(qū)別？它會(huì)給我們帶來什么？

我覺得阿里云推出 CIPU 其實(shí)是「蓄謀已久」：

他們之前推出的「飛天」，據(jù)說是中國(guó)唯一的自研云操作系統(tǒng)，這些年更是一直都在持續(xù)地投入自研云技術(shù)；去年的云棲大會(huì)，又一口氣發(fā)布了磐久、倚天、神龍 4.0 和靈杰幾個(gè)重磅產(chǎn)品，一步步地在「做深基礎(chǔ)」「向下生長(zhǎng)」。

圖｜阿里云 CIPU 發(fā)布

這次專門面向云數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì) CIPU，依舊可以看作是阿里云「向下生長(zhǎng)」邏輯的延續(xù)。

但想更好地理解 CIPU 的出現(xiàn)，還是有必要先說說數(shù)據(jù)中心的這些年的變化。

數(shù)據(jù)中心有個(gè)古早詞匯叫「機(jī)房」，一聽就有點(diǎn)舊工業(yè)氣息，在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的早期階段，它確實(shí)也技術(shù)含量不高，更多的就是用來堆放計(jì)算機(jī)。但隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展成熟，數(shù)據(jù)中心越來越成為「業(yè)務(wù)和流量復(fù)雜性的聚集地」，涌現(xiàn)了一系列的技術(shù)創(chuàng)新。

一眾科技巨頭比如亞馬遜、微軟和谷歌等也嗅到了數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的機(jī)會(huì)，紛紛重金投入，進(jìn)行自研自建。阿里云這邊，2020 年 4 月就宣布了未來 3 年要再投 2000 億，用于云操作系統(tǒng)、服務(wù)器、芯片、網(wǎng)絡(luò)等重大核心技術(shù)研發(fā)攻堅(jiān)和面向未來的數(shù)據(jù)中心建設(shè)。

除了看到機(jī)會(huì)，巨頭們花這么大力氣自研數(shù)據(jù)中心，也是因?yàn)閭鹘y(tǒng)數(shù)據(jù)中心的軟硬件從性能、成本角度還是落后，云數(shù)據(jù)中心才能解決大規(guī)模的計(jì)算問題。既然現(xiàn)有設(shè)施不能滿足，就干脆重新面向云環(huán)境去做更加原生的設(shè)計(jì)，甚至可能還要體系化地重構(gòu)。比如，CPU 芯片，其實(shí)并不是為了面向搭載云操作系統(tǒng)而設(shè)計(jì)。

阿里云的同學(xué)和我說，在過去十多年，云計(jì)算技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是分布式技術(shù)，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)從大機(jī)向分布式系統(tǒng)整個(gè)遷移；第二階段誕生了資源池化技術(shù)，進(jìn)一步提高了云計(jì)算的可靠性和可用性。在這兩個(gè)階段中，都是基于傳統(tǒng)的、以 CPU 為中心的計(jì)算體系架構(gòu)去做優(yōu)化。很顯然，當(dāng)阿里云自研了云操作系統(tǒng)飛天之后，對(duì)于 CPU 的優(yōu)化只是時(shí)間和具體路徑的問題。

國(guó)際數(shù)據(jù)公司 (IDC) 一項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示，全球數(shù)據(jù)量在過去 10 年年均復(fù)合增長(zhǎng)率接近 50%，并進(jìn)一步預(yù)測(cè)每四個(gè)月對(duì)于算力的需求就會(huì)翻一倍。這就意味著，隨著摩爾定律的失效，CPU 的性能會(huì)到達(dá)天花板，數(shù)據(jù)量增長(zhǎng)后的處理需求可能難以為繼。

此外，企業(yè)在大數(shù)據(jù)、 AI 等數(shù)據(jù)密集型計(jì)算的應(yīng)用場(chǎng)景下越來越多。阿里云基礎(chǔ)產(chǎn)品首席架構(gòu)師黃瑞瑞也強(qiáng)調(diào)：「我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在云上有很多的核心應(yīng)用，實(shí)際上是數(shù)據(jù)密集型的應(yīng)用。在服務(wù)這么多客戶以后，我們發(fā)現(xiàn)客戶對(duì)我們的訴求是逐步從業(yè)務(wù)邏輯為中心，轉(zhuǎn)向了以數(shù)據(jù)處理為中心。」

這其實(shí)都在不斷地提高了對(duì)云計(jì)算提供的低時(shí)延、高帶寬的要求。在阿里云看來，以 CPU 為中心的計(jì)算體系架構(gòu)已經(jīng)很難適應(yīng)，面臨著很大的挑戰(zhàn)：以 CPU 為中心的架構(gòu)數(shù)據(jù)吞吐小，計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r(shí)延大，也無法解決超大規(guī)模的復(fù)雜管理問題；大數(shù)據(jù)應(yīng)用增多，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心內(nèi)部數(shù)據(jù)遷移量增多，以 CPU 為中心的架構(gòu)無法提供高帶寬。

是時(shí)候需要去改變了。

阿里云的思路，其實(shí)就是從數(shù)據(jù)中心的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)里做了體系化創(chuàng)新，將過去以 CPU 為中心的體系架構(gòu)，變成了以云操作系統(tǒng)+CIPU 為中心的體系架構(gòu)。

圖｜阿里云 CIPU 架構(gòu)示意圖

在這里面，飛天云操作系統(tǒng)是跑在 CIPU 上，從而可以獲得更好的管理能力。黃瑞瑞進(jìn)一步補(bǔ)充：「我們希望上百萬臺(tái)服務(wù)器整體納管、整體編排、整體調(diào)度起來，變成一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)。這個(gè)本身也是『飛天+CIPU』想要達(dá)到的目標(biāo)」。

換句話來說，「飛天+CIPU」其實(shí)是云計(jì)算數(shù)據(jù)中心體系架構(gòu)的變革，而 CIPU 更像是一個(gè)大數(shù)據(jù)中心、大云計(jì)算的控制器，支撐云操作系統(tǒng)更高效地做云資源的管理和加速。

比如 NVIDIA 公司 2020 年發(fā)布的 DPU（Data Processing Unit），它定位在數(shù)據(jù)中心里繼 CPU 和 GPU 之后的「第三顆主力芯片」。在功能上，DPU 作為計(jì)算卸載的引擎，直接效果是給 CPU「減負(fù)」。之后在 DPU 方向，涌現(xiàn)了一批的創(chuàng)業(yè)公司。而英特爾依據(jù)數(shù)據(jù)吞吐類應(yīng)用快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，在 2021 年推出了 IPU（Infrastructure Processing Units），融合了與云廠商合作的經(jīng)驗(yàn)，試圖去 CPU 提高數(shù)據(jù)密集型場(chǎng)景的能力。

在阿里云看來，IPU 代表的虛擬化云化能力，和 DPU 代表的數(shù)據(jù)搬遷帶寬能力，很難融合，只有云廠商能真正做到，并且規(guī)模落地，而 CIPU 能夠突破以上兩者瓶頸。

在和阿里云內(nèi)部的交流中，我感受到他們的很強(qiáng)的自信，因?yàn)橐坏┱莆樟水a(chǎn)業(yè) Know-How，就有機(jī)會(huì)去定義未來。阿里云基礎(chǔ)產(chǎn)品負(fù)責(zé)人蔣江偉也強(qiáng)調(diào)，「我們 CIPU 最大的不一樣，其實(shí)是用我們頂層定義的飛天云操作系統(tǒng)，垂直根據(jù)業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)往下定義了芯片。」

應(yīng)用設(shè)計(jì)領(lǐng)域，最近流行著一種云原生 (CloudNative) 理念，其目標(biāo)是探尋云應(yīng)用設(shè)計(jì)的最佳實(shí)踐路徑，以充分發(fā)揮云的效能。在云原生浪潮之下，以往的關(guān)注視角，都是從基礎(chǔ)設(shè)施向上看，聚焦在 PaaS、SaaS 以及應(yīng)用側(cè)。但應(yīng)該還有一種視角，是往下看，比如數(shù)據(jù)密集型計(jì)算的上層需求，也在推動(dòng)硬件側(cè)「原生化」。云原生應(yīng)該同時(shí)包含軟件和硬件的概念。

實(shí)際上，在「CIPU+飛天」的組合中，阿里云是先把云操作系統(tǒng)做得非常成熟。通過對(duì)于飛天的定義和迭代，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于客戶需求的清晰化的感知。在此之后，才去做 CIPU。為云而生的 CIPU，與底層基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行深度定制，可以更精準(zhǔn)垂直去解決云操作系統(tǒng)的管理問題。在某種程度上來講，在這個(gè)過程中，其實(shí)是完成了對(duì)于 CPU 的云原生化。

原生的最大意義是什么？也許就是實(shí)現(xiàn)極致性能和體驗(yàn)。喬布斯在第一次 iPhone 發(fā)布會(huì)上引用了圖靈獎(jiǎng)獲得者 Alan Kay 的名言：「對(duì)軟件極度較真的人，應(yīng)該生產(chǎn)自己的硬件」。

圖｜喬布斯在發(fā)布會(huì)上引用了 Alan Kay 的名言

如果去追溯蘋果的發(fā)展，會(huì)發(fā)現(xiàn)阿里云「云操作系統(tǒng)+CIPU」的路徑選擇與蘋果有著有趣的相似。蘋果手機(jī)先有 iOS 操作系統(tǒng)，一開始用的其實(shí)是三星的 CPU，后來用了自己 A 系列的 CPU；Mac 最初用了英特爾的 CPU，最后變成自研的 CPU，比如 MI 和 M2 芯片，性能驚人。通過自研的軟硬件一體，蘋果創(chuàng)造了極富競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的用戶體驗(yàn)。兩個(gè)不同領(lǐng)域的公司，都在通過類似的方式去定義各自行業(yè)的未來。

當(dāng)然兩者有著表面上的相似，更有著不同。

蘋果作為終端產(chǎn)品需要考慮復(fù)雜生態(tài)的互聯(lián)互通的問題，使用的場(chǎng)景是人機(jī)交互，這其實(shí)意味著可能因?yàn)槁窂揭蕾嚨膯栴}，產(chǎn)品并不是遵循效率第一的原則，甚至效率的提升要伴隨著巨大的阻礙，從而并不能實(shí)現(xiàn)原生意義上的「極致」。

比如，「QWERTY」鍵盤發(fā)明的初衷，是為了解決早期的機(jī)械打字機(jī)鍵盤的工藝發(fā)展不成熟，當(dāng)打字速度太快時(shí)，很容易發(fā)生「卡殼」的問題。作為發(fā)明人美國(guó)人克里斯托夫·肖爾斯選擇了「反人類設(shè)計(jì)」，把常用字母安排在不順手的地方，從而降低打字員的速度，來解決這個(gè)問題。盡管后來隨著加工技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了更高效率的字母排列組合的鍵盤，但是卻沒有成為主流。

而「CIPU+飛天云操作系統(tǒng)」不同：首先它是面向數(shù)據(jù)中心的，是系統(tǒng)級(jí)別的，而不是像蘋果產(chǎn)品是單機(jī)的。其次它更多的是滿足了機(jī)器與機(jī)器的交互。相比于終端，阿里云通過 CIPU+飛天操作，更容易實(shí)現(xiàn)原生。

CIPU+飛天操作系統(tǒng)在調(diào)度效率及運(yùn)行算力方面，為性能和體驗(yàn)帶來了極大提升，而客戶端并不需要做任何代碼的修改，就能無感的享有這種云算力帶來的加速。

此外，從阿里云的產(chǎn)品布局來看，「CIPU+飛天」可以與其他自研產(chǎn)品，比如神龍計(jì)算平臺(tái)、盤古存儲(chǔ)平臺(tái)和洛神網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)等進(jìn)行深度的適配。從而實(shí)現(xiàn)在總體上帶來更好的性能乃至于更優(yōu)的性價(jià)比。

換個(gè)視角來看，阿里云推出以 CIPU 為中心的云計(jì)算架構(gòu)體系，其實(shí)意味著這家公司在嘗試去定義新一代云計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)。這里面未來的進(jìn)展以及可能的變化，還都挺值得關(guān)注的。

很多人認(rèn)為，阿里做電商、支付以及物流都對(duì)中國(guó)意義重大，我覺得這其實(shí)只是阿里對(duì)于中國(guó)商業(yè)影響的一部分。

在數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型席卷各行各業(yè)的今天，阿里云的新計(jì)算，帶來新的商業(yè)變革，也許更是阿里對(duì)中國(guó)商業(yè)產(chǎn)生影響的另一個(gè)重要的維度。

云計(jì)算似乎又進(jìn)入了一個(gè)關(guān)鍵的突破期。阿里云智能總裁張建鋒說：「我們看到云計(jì)算進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，我們?cè)絹碓浇咏谙乱粋€(gè)時(shí)代，需要定義一個(gè)全新的技術(shù)體系。所以，今年我們最重要的策略是 B2B，就是 Back to Basic，回到云計(jì)算的本質(zhì)。」

我覺得，很多時(shí)候想真正去定義云計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展的未來，這首先比拼的是獨(dú)立思考的能力，特別是對(duì)未來計(jì)算問題的定義。而阿里云在做的努力，值得密切關(guān)注。