软硬融合云计算体系架构

软硬融合云计算体系架构

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云计算向以CIPU 为中心的全新云计算体系架构深度演进,通过软件定义,硬件加速, 在保持云上应用开发的高弹性和敏捷性同时,带来云上应用的全面加速。

云计算从以CPU 为中心的计算体系架构向以云基础设施处理器(CIPU)为中心的全新体系架构深度演进。通过软件定义,硬件加速,在保持云上应用开发的高弹性和敏捷性同时,带来云上应用的全面加速。新的体系架构下,软硬一体化带来硬件结构的融合,接入物理的计算、存储、网络资源,通过硬件资源的快速云化实现硬件加速。此外,新架构也带来软件系统的融合。这意味着以 CIPU 云化加速后的算力资源,可通过 CIPU 上的控制器接入分布式平台, 实现云资源的灵活管理、调度和编排。在此基础上,CIPU 将定义下一代云计算的服务标准,给核心软件研发和专用芯片行业带来新的发展机遇。


随着后摩尔时代的带来,CPU 的性能提升趋近于天花板,数据量的爆发式增长带来极高的数据处理需求。企业在大数据、 AI 等数据密集型计算的应用场景越来越多。这两方面的因素导致以 CPU 中心的云计算体系架构碰上了技术瓶颈,无法应对云上时延和带宽的进一步扩展。传统的 CPU 体系架构需要向着软硬一体化的方向迭代升级。

云计算的体系架构发展经历了三个阶段,已经解决了超高并发和大算力的经济性问题。第一阶段在2010 年左右, 以 X86 服务器、互联网中间件为代表的分布式架构技术为主。第二阶段在 2015 年左右,云厂商通过软件定义的方式,构建了虚拟私有云(VPC)和计算存储分离的池化架构。在新的池化架构之下,计算存储网络资源可以分别实现按需扩容。

目前,云计算进入第三阶段,引入专用硬件,形成软硬一体化的虚拟化架构,实现了全面硬件加速。这个阶段云计算面临的挑战,是在数据密集计算、云数据中心东西流量越来越大的趋势下,实现云计算单位成本下更高的计算性能,以及更高效的云数据中心管理。而计算效率的提升,还需要回到芯片和系统底层中去。

以CIPU 为核心的云计算体系架构, 在工程实现上主要有以下三方面突破:

首先,是底层硬件结构的融合,带来全面硬件加速。基于CIPU 的新架构能够向下管理数据中心硬件,配合云操作系统,对计算、存储,网络,安全进行全面加速,把 IDC 真正变成一台高速总线互联的超级计算机。在用户云上计算最需要的基础云网络和云存储链路上提供更低的延迟、更高的带宽和吞吐。

其次,在全链路实现硬件加速的基础上,创新地实现了eRDMA,不但能够大规模组网,还能让用户无需修改负载的代码,无感加速, 让云上的高性能计算普惠服务化成为现实。


最后,在全新的云数据中心硬件体系架构下,CIPU 和服务器的系统组合, 既可以一对多,也能实现多对一,高效满足云上不同计算场景下东西向流量计算配比的灵活需求。

软硬融合的云计算体系架构,保持了软件定义,在分布式架构时期构建的交付敏捷性和灵活度,池化架构时期构建的弹性、可靠性、可用性,还带来了云上应用的全面加速,显著提升了计算性能。

未来三年,云计算向以CIPU 为中心的全新云计算体系架构深度演进,云上的函数计算,容器服务,数据库服务, 大数据服务,AI 等云服务,也将全面被

CIPU 加速。从购买计算资源进行自身应用加速,到全面使用云上服务,用户将获得 CIPU 加速带来的全面体验。从资源到服务,云计算服务的核心价值,很大程度将取决于云厂商能提供的底层计算能力和计算效率。



CIPU 有非常多的创新,比较值得一提的是其提供的 eRDMA 能力,通过全面普惠的大规模弹性 VPC 网络, 对云上分布式 workload 做高性能网络加速, 从缓存,数据库,大数据,AI 等, 有 20% 到 80% 不等的 e2e 性能提升,且无需用户修改一行代码。

云计算体系架构基础技术的不断革新,正在推动云上基础计算能力开始大幅超越线下服务器,而企业只要上云就能从云计算资源或云服务中,低成本获得这些还在不断扩大的系统红利。

注:(免责申明)本文仅为个人笔记,内含个股仅仅是作为分析参考,不能作为投资决策的依据,不构成任何建议,据此入市风险自担。股市有风险,投资需谨慎!

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