阿里云的內(nèi)生動(dòng)力：向上飛天、向下倚天

 文/白楊

2009年，阿里云的成立，拉開了中國(guó)云計(jì)算的大幕。如果提煉阿里云第一個(gè)十年的核心成就，那非“飛天”莫屬。

“飛天”是阿里云自主研發(fā)的超大規(guī)模通用計(jì)算操作系統(tǒng)，在它的連接下，分布在全球的數(shù)百萬臺(tái)服務(wù)器被整合成為一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)，由此形成的計(jì)算能力構(gòu)成了阿里云的底座。

過去十余年，飛天操作系統(tǒng)在計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、安全等核心服務(wù)方面的能力不斷進(jìn)化，服務(wù)的客戶也越來越多。從支撐阿里內(nèi)部的局部試點(diǎn)到全量上云，再到服務(wù)外部數(shù)十萬用戶，飛天托起了阿里云的上一個(gè)十年。

而現(xiàn)在，伴隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)要素都在發(fā)生改變，這對(duì)于正邁入新十年發(fā)展的阿里云來說，是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。

在2021云棲大會(huì)上，阿里云智能總裁張建鋒表示，“過去，我們說云是IT的一部分，而現(xiàn)在，IT已經(jīng)變成云的一部分”。在其看來，一個(gè)以云為核心的新型計(jì)算體系結(jié)構(gòu)正在形成，隨著云網(wǎng)端技術(shù)進(jìn)一步融合，未來無論企業(yè)或個(gè)人，計(jì)算都將進(jìn)一步向云上遷移。

所以接下來，“上云”不再新鮮，“云原生”才是行業(yè)發(fā)展的核心方向。據(jù)張建鋒介紹，目前，阿里巴巴的業(yè)務(wù)已100%跑在公共云上，并且實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用100%云原生化。

而基于自身海量業(yè)務(wù)帶來的實(shí)踐場(chǎng)景，阿里圍繞“云原生”也形成了一條雙向生長(zhǎng)的發(fā)展路徑：向上，阿里云在飛天操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，要將核心軟件基于云來重構(gòu)；向下，阿里云則將面向基礎(chǔ)設(shè)施層，建設(shè)以云為核心的硬件體系。

“倚天”、“磐久”橫空出世

2021云棲大會(huì)上，阿里巴巴旗下的半導(dǎo)體公司平頭哥重磅發(fā)布了首顆自研云原生處理器芯片——倚天710。

相比于兩年前發(fā)布的AI推理芯片“含光800”，倚天710作為一顆通用處理器芯片，研發(fā)難度要更大。此前，全球范圍內(nèi)具備這一技術(shù)能力的企業(yè)寥寥可數(shù)，而現(xiàn)在，平頭哥已經(jīng)躋身其中。

在整個(gè)服務(wù)器芯片領(lǐng)域仍停留在7nm工藝時(shí)代時(shí)，倚天710率先采用了業(yè)界最先進(jìn)的5nm工藝，單芯片容納高達(dá)600億晶體管。同時(shí)，倚天710在芯片架構(gòu)上是基于最新的ARMv9架構(gòu)，內(nèi)含128核CPU，主頻最高達(dá)到3.2GHz。

云是高性能服務(wù)器芯片最大的應(yīng)用場(chǎng)景，倚天710完全是為云而生，它針對(duì)云場(chǎng)景的高并發(fā)、高性能和高能效需求而設(shè)計(jì)，通過將領(lǐng)先的芯片設(shè)計(jì)技術(shù)與云場(chǎng)景的獨(dú)特需求相結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)了性能和能效比的突破。

在SPECInt2017基礎(chǔ)測(cè)試平臺(tái)上，倚天710的跑分可達(dá)440分，這一成績(jī)遙遙領(lǐng)先于已問世的芯片，性能超出業(yè)界標(biāo)桿20%，能效比優(yōu)于業(yè)界標(biāo)桿50%。

從三年前阿里正式組建平頭哥，到現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)從專用芯片向通用芯片的跨越，倚天710的發(fā)布足以證明平頭哥已具備復(fù)雜大芯片設(shè)計(jì)的能力，而這，也代表著阿里在芯片這塊最難啃的硬骨頭上取得了實(shí)質(zhì)性的突破。

芯片之外，阿里云同時(shí)還推出了面向云原生時(shí)代的“磐久”自研服務(wù)器系列，具體包括高性能計(jì)算系列、大容量存儲(chǔ)系列、高性能存儲(chǔ)系列。其中，磐久高性能計(jì)算系列將搭載倚天710，并將在今年實(shí)現(xiàn)部署，為阿里云自用。

據(jù)悉，磐久服務(wù)器系列基于靈活模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算存儲(chǔ)分離，且擁有風(fēng)冷、液冷不同散熱模式和歸一化的主板，整機(jī)柜的設(shè)計(jì)讓交付效率提升50%。

同時(shí)，針對(duì)云原生時(shí)代容器化、微服務(wù)、持續(xù)交付等特點(diǎn)，磐久服務(wù)器系列還采用軟硬件融合的方式，通過結(jié)合自研的MOC、FIC、AliFPGA、神盾卡等，滿足了云原生的創(chuàng)新開發(fā)對(duì)性能和穩(wěn)定性的極致要求。

隨著“倚天”和“磐久”的問世，阿里云全棧云基礎(chǔ)設(shè)施的最后一環(huán)也得到了完善，并實(shí)現(xiàn)從芯片、部件到整機(jī)的技術(shù)及架構(gòu)創(chuàng)新和自研。

軟件性能突破上限

阿里云基于飛天向下定義硬件的同時(shí)，在基礎(chǔ)軟件層面也持續(xù)升級(jí)迭代。2021云棲大會(huì)上，阿里云正式推出第四代神龍架構(gòu)。

作為飛天云操作系統(tǒng)新一代虛擬化技術(shù)，神龍4.0首次搭載了大規(guī)模彈性RDMA加速網(wǎng)絡(luò)，使得網(wǎng)絡(luò)延遲整體降低80%以上。同時(shí)，神龍4.0帶來的計(jì)算架構(gòu)革新，也將云計(jì)算首次帶進(jìn)5微秒時(shí)延時(shí)代。

阿里云基礎(chǔ)產(chǎn)品負(fù)責(zé)人蔣江偉表示，作為新一代虛擬化技術(shù)的代表，神龍?jiān)谠O(shè)計(jì)之初就是因云而生的，這次升級(jí)一口氣在IO加速、芯片級(jí)安全、云原生彈性和高速網(wǎng)絡(luò)四大領(lǐng)域做了非常多的優(yōu)化，為數(shù)據(jù)庫(kù)、AI、大數(shù)據(jù)等通用場(chǎng)景帶來性能的飛躍。

據(jù)悉，相比傳統(tǒng)TCP協(xié)議，RDMA能大幅降低網(wǎng)絡(luò)通信延遲。而阿里云采用軟硬一體化的設(shè)計(jì)思路，將彈性RMDA的加速能力融入公共云，讓RDMA從HPC類應(yīng)用，走向支持通用類計(jì)算場(chǎng)景，為Microservice、Serverless、Service Mesh等云原生技術(shù)大爆發(fā)提供技術(shù)支撐。

除此之外，阿里云在大會(huì)上還發(fā)布了定位于服務(wù)器端的全新操作系統(tǒng)——龍蜥。據(jù)蔣江偉介紹，龍蜥操作系統(tǒng)已在阿里巴巴內(nèi)部打磨10年，有效支撐了歷年天貓雙11，性能和穩(wěn)定性都經(jīng)受住了嚴(yán)苛的考驗(yàn)。

這次對(duì)外發(fā)布，龍蜥也針對(duì)云原生應(yīng)用開發(fā)做了多重優(yōu)化，可為云上典型場(chǎng)景帶來40%的綜合性能提升，故障率降低50%，同時(shí)兼容CentOS生態(tài)，并支持一鍵遷移及提供全棧國(guó)密能力。

作為基礎(chǔ)軟件的另一個(gè)核心領(lǐng)域，阿里云自研的云原生關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)PolarDB此次也進(jìn)行了重磅升級(jí)。據(jù)阿里云智能數(shù)據(jù)庫(kù)事業(yè)部總負(fù)責(zé)人李飛飛介紹，在本次技術(shù)升級(jí)中，PolarDB實(shí)現(xiàn)了三項(xiàng)創(chuàng)新：

第一，是在業(yè)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)內(nèi)存與計(jì)算、存儲(chǔ)的三層解耦，實(shí)現(xiàn)內(nèi)存池化，使得彈性能力呈數(shù)量級(jí)提升，同時(shí)大幅度降低成本；第二，上線多主架構(gòu)，進(jìn)一步提升可用性、并發(fā)處理、彈性能力；第三，成為真正的HTAP數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，可同時(shí)處理OLTP和OLAP型混合負(fù)載。

做深基礎(chǔ)，定義未來

在發(fā)力自研技術(shù)的同時(shí)，阿里云也在積極擁抱開源生態(tài)。此次云棲大會(huì)，阿里云除了將RISC-V架構(gòu)技術(shù)開源外，同時(shí)也把剛剛發(fā)布的龍蜥操作系統(tǒng)進(jìn)行了開源，并宣布未來計(jì)劃為龍蜥投入20億元專項(xiàng)資金，以及聯(lián)合100家生態(tài)合作伙伴推動(dòng)生態(tài)建設(shè)，且提供至少十年技術(shù)支持。

此外，阿里云還發(fā)布了集成阿里整體大數(shù)據(jù)＋AI能力的一體化平臺(tái)——阿里靈杰。據(jù)悉，阿里靈杰擁有云邊端一體的高性能訓(xùn)練和推理引擎，可調(diào)動(dòng)規(guī)模高達(dá)10萬臺(tái)以上計(jì)算集群，真正實(shí)現(xiàn)了企業(yè)及開發(fā)者的“開箱即用”。

兩年前，阿里云在成立十周年之際，正式提出了“做深基礎(chǔ)”的商業(yè)策略，這里的基礎(chǔ)，包含著軟件和硬件兩個(gè)層面。

在今年的云棲大會(huì)上，無論是自研芯片和服務(wù)器的發(fā)布，還是各項(xiàng)基礎(chǔ)軟件的升級(jí)，其實(shí)都是阿里云基于“做深基礎(chǔ)”戰(zhàn)略交出的最新答卷。

然而，阿里云布局硬件，外界也開始擔(dān)心這是否會(huì)影響其與原先合作硬件廠商的關(guān)系。對(duì)此，張建鋒表示，阿里云做服務(wù)器、交換機(jī)，并不是要自己去生產(chǎn)，而只是設(shè)計(jì)，所以這不僅滿足了阿里自身的業(yè)務(wù)需求，同時(shí)也給產(chǎn)業(yè)帶來了更大的空間。

“比如交換機(jī)，阿里云的設(shè)計(jì)都是開源的，所有廠商只要能滿足這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，都可以給我們供貨”，張建鋒說。

對(duì)于新發(fā)布的處理器芯片倚天710，張建鋒也表示，這款芯片將不對(duì)外出售，主要是阿里云自用。“阿里云做芯片，是聚焦在云計(jì)算，而不是半導(dǎo)體。阿里云目前仍然是一家云計(jì)算廠商，如果市場(chǎng)上有更好的選擇，我們當(dāng)然也會(huì)采用市場(chǎng)上的解決方案”。

對(duì)于任何行業(yè)來說，能否準(zhǔn)確判斷未來的方向都至關(guān)重要。哪怕只準(zhǔn)確判斷出未來三到五年的趨勢(shì)，那便足夠使一家企業(yè)處于領(lǐng)先地位。

阿里云目前做的事情，實(shí)際上也是基于對(duì)未來新型計(jì)算體系結(jié)構(gòu)的判斷。作為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，阿里云僅滿足當(dāng)下的市場(chǎng)需求還不夠，它還肩負(fù)著引領(lǐng)行業(yè)去探索和定義未來趨勢(shì)的重任。

“如果不能為行業(yè)未來的趨勢(shì)做出一些產(chǎn)品，那肯定不具備領(lǐng)導(dǎo)者的資格”，張建鋒說，而阿里云從飛天到倚天，打造以云為基礎(chǔ)的軟硬件技術(shù)體系，也是為了讓中國(guó)云計(jì)算在數(shù)字時(shí)代具備全球競(jìng)爭(zhēng)力。