阿里云发布云数据中心专用处理器CIPU, 构建新一代云计算架构体系

·2022-06-13 12:40

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6月13日,阿里云智能总裁张建锋在峰会上正式发布CIPU(Cloud infrastructure Processing Units),这是为新型云数据中心设计的专用处理器,未来将替代CPU成为云计算的管控和加速中心。

在这个全新体系架构下,CIPU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。 

阿里云智能总裁张建锋发布CIPU
 

例如,CIPU与计算结合,快速接入不同类型资源的服务器,带来算力的“0”损耗,以及硬件级安全的加固隔离;CIPU与存储结合,对存算分离架构的块存储接入进行硬件加速,云盘存储IOPS最高可达300万,长尾时延降低50%;CIPU与网络结合,可对高带宽物理网络进行硬件加速,构建大规模弹性RDMA高性能网络,时延最低可达5us。

CIPU架构示意图
 

基于CIPU和飞天的新一代云计算架构体系,在通用计算、大数据、人工智能等核心场景的计算测试中展现了优越的性能。在通用分布式计算领域,Redis性能提升了68%、MySQL提升了60%,Nginx提升了30%;高吞吐类的互联网业务上云之后,比自建物理机的集群吞吐量提升了30%,业务高峰期延迟下降了90%;在大数据和AI等计算与数据双密集场景下,相比传统的TCP网络,弹性RDMA高性能网络的吞吐能力提升30%以上;云原生方面,容器启动速度快了350%,在Serverless 场景下6秒可拉起3000个弹性容器实例。

CIPU特性简介
 

为什么要有CIPU?张建锋认为,过去十多年,云计算技术经历了两个发展阶段:第一阶段是分布式和虚拟化技术替代了大型机,满足了当时企业所需的算力规模;第二阶段出现了资源池化技术,以阿里巴巴为例,通过计算存储分离架构,将计算、存储、网络资源分别池化,突破了规模和稳定性的瓶颈,提供了超大规模的云计算服务。

但随着数据密集型计算场景的普及,用户对低时延、高带宽的需求也越来越高,传统以CPU为中心的计算体系架构无法适应这一趋势。为了解决这一问题,阿里云相关研发团队早在2015年就开始技术攻关,并于2017年推出业内首款虚拟化损耗为零的神龙云服务器。经过多年自研迭代,神龙、弹性RDMA等核心技术不断深入垂直整合,演进出以CIPU为中心的全新架构形态,云计算开始进入第三阶段。

阿里云还不断夯实技术底座,建立了自研的芯片、服务器、飞天操作系统等软硬一体的基础设施。这些基础设施有力支撑了阿里云产品的四大核心:神龙计算、盘古存储、洛神网络和安全内核。在国际权威机构Gartner发布的年度报告里,阿里云获得计算、存储、网络、安全4项单项最高分以及IaaS整体基础设施能力的全球最高分。

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