在2022年阿里云峰会上，阿里云正式发布了CIPU。这是阿里云历时7年打造的一套云数据中心专用处理器，未来将取代CPU成为云计算的控制和加速中心。
虽然“CIPU”是一个新名词，但“云计算控制加速处理器”是近年来云计算行业大火的概念。
随着云计算技术的不断普及，业界诞生了越来越多的超大规模云计算服务器阵列。如何调度和统一这些遍布全球的数百万计算节点，成为云厂商的一大难题。
与此同时，近年来人工智能、自动驾驶火等技术催生了低延迟、高计算能力的数据密集型应用的爆发式增长。云计算的传统发展路径越来越难以满足需求。
CIPU诞生了。
01.CIPU，跟随还是领导？
“云计算控制加速处理器”是目前云计算行业最热门的技术之一。
三年前，英伟达以超70亿美元收购以色列芯片制造商Mellanox，以BlueField系列产品切入这一赛道；英特尔、Marvell、博通等厂商也努力不断推出DPU、IPU等相关产品。
与此同时，创业赛道也风起云涌。就国内而言，DPU创业公司如新启源、大宇智信、中科玉树、星云智联、鲍云智能等近年来也纷纷获得融资并发布新产品，市场十分热闹。
作为云计算服务的提供者和芯片的最大用户之一，阿里云更早的意识到了这项技术的重要性。
在过去的十年里，云计算技术先是用分布式和虚拟化技术取代大型机，再用资源池技术突破规模和稳定性的瓶颈，为用户提供超大规模的云计算服务。
然而，虚拟化和资源池技术满足了以CPU为中心的数据中心架构，这带来了新的问题。
例如，虚拟化可以重新定义和划分计算资源，大大提高信息资源的利用率，但同时，这种技术也会带来明显的性能损失。
为了解决服务器长期存在的虚拟化性能损失问题，阿里云相关RD团队于2015年开始技术研究，并于2017年推出了业内首款虚拟化损失为零的神龙云服务器。
此后，经过多年的自研迭代，阿里云不断深度融合神龙、柔性RDMA等核心技术，逐渐演化为以“CIPU”为中心的新架构。
在这种新架构下，CIPU向上接入天妃云操作系统，向下快速云化数据中心的计算、存储和网络资源，加速硬件。
在某些功能方面，CIPU类似于英伟达、英特尔和其他工业巨头近年来推出的新DPU和IPU芯片。
而供应商很难针对每一个云深度定制产品，产品以“辅助”为主。
与他们不同的是，阿里云的CIPU在虚拟化、网络、分布式存储、本地存储、安全、运维、池化等方面与阿里巴巴天妃云操作系统深度融合。通过“软件定义、硬件加速”，既能辅助调度计算资源，又能“掌控”全局，将百万台服务器变成“超级计算机”，充分放大技术优势。
“CIPU是云计算发展的必需品。”阿里云技术产品负责人姜在一次采访中这样说道。
对于用户来说，CIPU的优势可以体现在:
1、性能更强
这是最直观的参数。姜伟表示，在CIPU的加持下，只需要2.5台服务器就可以完成原本需要3.5台服务器的计算任务。
2、计算效率更高
通过CIPU对计算资源的调度、协调和控制，同样数量的计算资源可以实现更高的计算效率。
比如RDMA一直是贵族技术，性能强大，但是技术门槛很高。要想利用好，对工程师、代码、硬件投入都提出了非常高的要求。
基于CIPU，阿里云推出了eRDMA技术。通过它，阿里云可以快速普及RDMA技术，使用户大规模在云端应用高性能网络加速服务，以同样的计算资源和人力投入，获得别人投入几百人甚至几千人的研发效果。
3.系统更加稳定。
作为百万级服务器的“控制中心”，CIPU还沉淀了大量的控制和调度数据，使得阿里云能够提前预测单个节点故障的可能性，提前检查，保证数据中心的安全稳定运行。
基于CIPU和天妃的新一代云计算架构系统，阿里云在本次2022阿里云峰会上刷新了自己的数据记录。
在CIPU的加持下，阿里云在通用分布式计算领域提升了Redis 68%、MySQL 60%、Nginx 30%的性能；与传统TCP网络相比，在大数据、AI等计算和数据密集型场景下，灵活RDMA高性能网络的吞吐量提升30%以上。
CIPU、存储、网络的结合，可以让阿里云云盘的存储IOPS高达300万，长尾时延降低50%，网络时延低至5us。“访问云端比访问本地硬盘更快”。
“新一代云计算系统不仅会影响云，还会影响数据中心。这也将改变传统的计算机终端形式，以及软件的应用和开发界面。”阿里云总裁张建锋说。
02.进入数据中心的云时代
改变以硬件为主的传统IT系统，建立以云为主的新IT系统，是每个云厂商的技术理想。
随着数据密集型计算需求的爆发式增长，这种理想不仅仅停留在技术愿景和发展方向上，更成为现实而迫切的需求。
一方面，以AI为代表的新兴计算场景的计算能力爆发式增长。
OpenAI数据显示，自2012年以来，AI训练任务所需的计算能力每3.43个月翻一番，6年间激增超过30万倍，远超摩尔定律的极限。以CPU为中心的传统IT系统已经不能满足日益增长的计算能力需求。
另一方面，随着自动驾驶、虚拟人等对低时延、高带宽需求敏感的应用场景的增加，用户对云服务的速度、效率、稳定性提出了更加极致的要求。
以特斯拉为例，其百万级的汽车保有量每天都在路上行驶，收集、分析、存储的数据量接近天文数字，不可能全部由终端处理。但是汽车是一个特殊的终端，需要配备极高的安全冗余。一旦它需要接入云服务，现有的it系统很难满足它的需求。
此外，随着云计算应用的快速普及，越来越多的应用场景开始从“南北交通”向“东西交通”演进，数据中心传输的数据量激增。大规模数据的传输和重定位成为制约云计算发展的又一难题。
以阿里云为例。阿里云在全球部署了数百万台服务器，属于超大规模云计算阵列。如果仅仅依靠传统的以CPU为中心的IT系统，很难将数百万台服务器的计算、存储和网络资源进行统一的管理、调度和安排，使资源得到合理高效的利用。
云计算系统作为CPU高速数据传输的瓶颈，迫切需要重构，需要新架构、新设计、新方案。全世界顶尖的IT巨头都在寻找解决方案。
CIPU是阿里云建立“新一代云计算系统”答案中的关键一环。
在阿里云新一代云计算体系中，话语权从“服务器内的CPU”移到了“服务器外的CIPU”。CIPU相当于一个全球云控制器，从不堪重负的CPU中拉出整合和调度功能，承担大量需要跨网络进行计算、存储和数据交互的进程的协调和控制。
有了这样一个更高级别的控制器，阿里云就可以突破超大规模资源池的调度瓶颈，让陷入百万节点调度“泥潭”的数据中心变得轻便简单、更快、更敏捷、更灵活。
负担减轻的CPU可以继续发挥核心计算能力提供者的作用，成为阿里云“一云众核”体系的重要组成部分。
虽然CIPU是阿里云新系统的关键部分，但阿里云新一代云计算系统的布局并非始于CIPU。
早在去年，阿里云就宣布了“一云众核”的核心战略——以天妃操作系统为核心，综合采用向后兼容x86、ARM、RISC-V等多种芯片架构，以及腾飞、鲲鹏、AMD、Ampere等多种CPU，封装成直接面向用户的标准计算能力，不仅解决了CPU不兼容带来的云和软件开发问题，还做出了更多种类的芯片
作为这一战略的一部分，阿里云还在去年推出了自研CPU“永恒710”，这是一款集成了600亿个晶体管的5nm数据中心CPU。采用ARMv9架构，主频高达3.2GHz，这款CPU不仅为阿里云量身定制，也是阿里云“一云众核”战略的延伸，加深了阿里云对底层硬件产业链更深更全面的理解。
目前，永恒710已经大规模部署在阿里云数据中心，顺利完成2021年双11等多项核心业务。今年4月，基于永恒710的公有云ECS实例也已经上线测试。
现在，阿里云“CIPU”的推出进一步呼应了一云多核战略，将传统的以CPU为中心的云计算系统进一步推向下一个时代，开启了阿里云新系统的一角。它从云效率最大化出发，重构数据中心，构建软硬件一体化的“新一代云计算系统”。
03.回到基本，阿里云的“定义正确”的理想
目前，AWS、Google、微软等海外IT巨头正在争夺下一代云计算标准的定义权。英特尔、英伟达等芯片巨头也将业务发展重点放在了数据中心。阿里云此时与CIPU进入博弈，云计算的战场无疑会变得更加有趣。
但这绝不是一劳永逸的战斗——这是一场长征，一场技术长征。
自“云计算”概念诞生以来，对云计算技术标准定义权的争夺就从未停止过。几十年来，玩家的数量一直在波动。IT行业有很多这样的故事，选择了错误的技术路径，耽误了进入的机会，放慢了前进的步伐，最终导致落后于市场，跟着别人的研究走。
比如早在1965年——在互联网诞生之前——IBM就开始研发虚拟机技术，然后推出了人类历史上第一个虚拟机系统CP-40/CMS。
但IBM高管对云计算的市场发展判断失误，导致公司作为底层技术的先行者，并没有获得云计算的第一笔红利。而是在2002年亚马逊切入AWS 5年后终于推出了蓝云计划，耽误了最好的战斗机。
国内云计算产业的发展也经历了类似的战争局面。
2007年，阿里在云计算行业率先发力，开始了天妃云操作系统的自研，开始悄然实施“去IOE”。
阿里的新动作业内并非不知道，但互联网泡沫的教训仍历历在目，国内IT业对此仍心存疑虑。三年后，在著名的2010年中国IT领袖峰会上，两位技术CEO和马分别将云计算称为“新瓶装旧酒”和“可能需要几百年或一千年才能实现”。
唯一一个非技术出身的CEO马云说:“可能是因为我不懂技术吧...我最怕那些把老酒装在新瓶子里的东西。你看不到他在玩什么，突然爆发才是最可怕的。」
随后的十年，阿里云以惊人的速度爆发，引领整个中国云计算产业迈上新台阶。“天妃”成为国内唯一自主研发的云操作系统，芯片、服务器、操作系统、数据库、AI平台等基于云的软硬件技术体系逐渐向下生长。
在每一个新时代的早晨，选择了正确的道路，拥有了先发优势，就意味着企业拥有了定义行业未来发展道路的权利——这是每一个科技厂商的理想。
“近年来，我们看到云计算进入了一个新的发展阶段，我们离下一个时代越来越近。”2022年阿里云峰会上，阿里CTO张建锋这样说。
下一代云——新的架构定义、新的软件接口、新的硬件加速。
路径的选择来自于对技术的深刻理解，对技术的理解来自于扎实的基础研究。
阿里云今年最重要的战略是“B2B”——回归基础，回归云计算本质，做深基础研究，坚持在技术的长征路上取得新突破。
阿里云张建锋:回到基础定义下一代云
阿里云打响了这场新一代云计算路线争夺战的第一枪。
“我们错过了PC时代，但在云时代，每个人都以同样的方式开始。现在是重新定义云的时候了。如果定义的话，中国在下一个科技时代可以有自己的一席之地。”张建锋说。
