算力突围!下一代的云计算来了
通信产业网|2022-06-14 10:56:31
作者:通产来源:通信产业网

我国在云计算领域再次迎来突破——为新型云数据中心设计的专用处理器CIPU(Cloud infrastructure Processing Units 云基础设施处理器)正式发布。未来,它将替代CPU,成为新一代云计算架构体系的中心!

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中国工程院院士、清华大学高性能计算研究所所长郑纬民认为,CIPU把上一代计算架构的中心完全打破了,我国在基础技术上实现了世界领先。这是改变格局的事情。

郑纬民院士为什么这样说?CIPU意味着什么?故事要从76年前讲起。

1946年2月14日,世界第一台通用计算机“ENIAC”在美国宾夕法尼亚大学诞生,拉开了信息时代的大幕。当时的计算机以电子管作为元器件,体积很大,耗电量大,工作时间短,计算能力有限。

以ENIAC为例,它占地170平方米,重30吨,耗电功率约150千瓦,每秒钟可进行5000次运算。如今,随意一部智能手机都可以碾压的ENIAC,当年对美国意义重大:国防部用它来进行弹道计算,成功研发了世界上第一颗原子弹。

1951年,IBM看中了巨大的市场,开始开发商用电脑,聘请冯·诺依曼担任公司的科学顾问,第二年就研制出IBM第一台存储程序计算机IBM 701,树立了在大型机领域的“统治”地位。1977年,计算机以“微机”的形式进入普通家庭,当年有三款品牌微型计算机上市,包括Apple II。

此后,美国的信息产业继续高歌猛进,Intel、Microsoft、ORACLE、EMC、VMware等一批世界知名科技公司涌现。他们以IBM大型机、X86架构小型机、ORACLE数据库、EMC存储等一系列软硬件产品,定义了传统IT的计算架构,主导了一套标准。此后几十年直至今天,各国政府、企业、机构都要购买美国的IT设备。

2006年,亚马逊公司发布全球第一个云计算服务Amazon S3,开创了云计算新时代——用户可以直接通过网络获取部署在远程数据中心的计算能力,而不用购买硬件服务器。

当时很少有人意识到,这是一个IT技术的重大变革,难得一遇的产业机遇期。能否改变IT产业一国独大的局面,在此一举!

中国企业较早研发云计算的是阿里云。2009年,阿里云正式成立;2013年,"飞天"5K系统正式上线提供服务。"飞天"第一次实现5000台服务器连成一台超级计算机。随着不断研发,阿里云如今可以将遍布全球的数百万台服务器连接成一台超级计算机,单集群可达10万台规模。通过飞天云操作系统,企业客户可以随时按需购买算力,而不用再单独购置服务器和搭建数据中心。

为什么要投入研发云计算?云计算有什么用?

如今是数字时代,尤其是作为人口大国的中国,超大规模的计算场景和计算力需求特别多。比如春运购票,12306购票软件背后,依靠的就是云计算的弹性计算能力,才能保障大家春运期间的集中抢票。随着万物互联的时代来临,云端计算的需求会越来越多。

为了满足日益增长的计算需求,今年2月,国家正式全面启动“东数西算”工程,通过10个数据中心集群,构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系。

数据中心的建设,是个大规模系统工程。经过13年研发,阿里云发现传统的以CPU为核心的数据中心,存在着巨大的算力损耗。这是因为数据中心的规模越来越大,东西向流量也越来越大,云计算已从业务处理为中心转向数据处理为中心,CPU更多是在处理网络事务而不是用于计算,这相当于数据中心部署的很多服务器被白白浪费了。

为了解决这个难题,阿里云研发了CIPU。它是为新型云数据中心设计的专用处理器,向下对数据中心的计算、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,将全球数百万台服务器连成一台超级计算机。

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经过专业测试,以“CIPU+飞天操作系统”为核心的算力,有了巨大提升——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%;单容器虚拟化消耗减少50%,虚拟化容器启动速度快350%。

不仅仅是性能的提升。传统IT架构下,硅基芯片的性能以及制造难度几乎达到极限,再次突破的难度和不确定性都成几何倍数增长。越来越多的研发人员开始投入云计算,希望通过新型计算架构而非单点突破,带来计算能力的大幅度提升。

郑纬民院士认为,云计算已经进入关键转换期。过去这些年,我国在云计算领域主要在软件层面有创新,发展了一些开源生态,但还是在传统IT的格局下追赶。

“阿里云提出了CIPU 技术,把上一代计算架构的中心完全打破了,在基础技术上实现了世界领先,和国际IT巨头站在同一个起跑线上。他们提出了CIPU,使得中国正在争取云计算的定义权中处于有利的位置,改变了原本由西方技术制定的游戏规则,让我国IT产业建立了全球领导力。这一点改变格局的事情,我对中国在下一个技术时代拥有自己的一席之地表示乐观。”

唯愿中国企业,继续努力;中国技术,再创佳绩!

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责任编辑:天祥

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