阿里云CIPU下笔惊雷，方寸间书写中国算力故事-600学习网

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“当他写得很快时，他会在写之前生气”。看到阿里云CIPU发布的消息，我第一次想起了苏轼的诗。

正是英国发明家瓦特开创了工业革命，使蒸汽机.铁路和煤炭成为主要能源；正是美国发明家爱迪生让灯泡和电进入了每个人的生活；现代计算机和互联网已经成为信息时代的基础设施，美国西海岸发生了变化。今天，所有人都将计算能力视为第四次工业革命的基本能源，这将对成千上万的工业和社会经济产生深远而持久的化学反应。这次中国能定义计算能力基础设施吗？

显然，阿里云想要尝试，并且已经迈出了关键一步-正式发布了为新的云数据中心设计的专用处理器CIPU，显示了取代CPU的势头。

CPU主宰了计算行业半个世纪，CIPU很难重新开始。作为读者，你可能会问三联：为什么？为什么？你是怎么做到的？我们不想直接给出答案。我们可以从我们感兴趣的问题中进行逻辑推理。读者自然会思考并得到自己的答案。

拿起笔：为什么是中国？

有一个流行的歌词：没有人能在我的背景音乐中击败我。听起来很有信心，但这种信心长期以来属于美国。1971年，英特尔生产的4004微处理器标志着CPU的诞生。后来，它与微软的Windows系统组成了著名的”Wintel”联盟，成为计算行业的实用标准，广泛应用于PC.高性能服务器和云服务器。众所周知，有两种方法可以获得计算能力：本地硬件(数据中心)和云计算。换句话说，以CPU为中心的计算架构主导着信息时代，并支持云计算的兴起。

在这种情况下，中国制造商打算写一个新的旋律，让其他人主动进入他们的BGM。为什么？

首先，旧的CPU可能无法登上计算能力时代的船。英特尔首席执行官几年前表示，”摩尔定律已斯”，CPU性能改善的速度已经放缓。随着数字化的发展，数据的规模.结构和来源越来越广泛。单一的以CPU为中心的计算体系结构无法满足计算能力需求的激增，计算体系结构的创新是一种现实需要。

其次，围绕CPU形成的服务器.操作系统.中间件.数据库.基础软件等应用程序和相关服务长期以来一直掌握在欧美主要云制造商手中。中国的数字经济需要长期的可持续发展，自然希望在计算基础设施方面有更多的选择，这为中国制造商创造了新的机会。

当然，头云制造商早就从业务.战略等方面意识到以CPU为中心的潜在危险，并开始探索新的计算硬件解决方案。近年来，多样化的计算架构不断涌现。例如，谷歌发布了TPU，AWS发布了具有Arm架构的云服务器，Nvidia试图收购Arm以扩展其数据中心业务。图灵奖得主戴维·帕特森(David Patterson)和约翰·汉尼斯(John Hannis)相信，下一个十年将是计算架构更新的黄金年。如果我们不想重复第四次工业革命中其他国家的故事，中国必须为计算架构做出自己的贡献。

写：为什么选择云计算？

如前所述，CPU在本地和云中都有应用程序。为什么架构创新从云开始？答案其实很简单。更新后的图纸有更多的自由发挥空间。

第四次工业革命始于云。对于中国数千个行业的数字化，直接调用弹姓.高度并发和异构的云计算能力是更好的选择；在技术能力.市场规模和生态方面，中国云制造商与全球巨头站在同一条起跑线上。例如，阿里云已经成长为与AWS和Microsoft Azure同一象限的领先云制造商；更重要的是，蓬勃发展的数字经济催生了新的计算需求

·网络加速。云和硬件的结合必须依靠网络。管理全球数百万台阿里云服务器并不容易。想象一下，在不同地区部署和转移数据中心的计算能力。如果网络不够强大，它将不可避免地导致数据传输和计算速度缓慢。自动驾驶.远程医疗.在线教育等大量实时任务将影响体验。传统的以CPU为中心的架构无法到达网络层。由于CIPU连接到飞天云操作系统，它可以通过飞天的罗神云网络直接控制物理网络，加速硬件，构建大规模分布式RDMA高性能网络。基本带宽从100G升级到200G，网络延迟从22us减少到16us。因此，人工智能任务.科学计算等放入云后，自建物理机的集群吞吐量比自建物理机器高30%，延迟自然大大降低。

·存储加速。大量云客户希望充分释放数据的价值。如果存储系统无法跟上高吞吐量和高并发数据存储的速度，那么跑车的油箱只有摩托车那么大，发动机无论多么强劲都无法快速运转。传统的CPU设计注重计算，在数据处理中经常会产生”内存墙”和”电源墙”，这在一定程度上影响了并行计算的效率。同样，CIPU和飞天操作系统的结合可以访问存储和计算分离架构的块存储，并进行硬件加速，使云存储可以比本地存储更快，并拥有巨大的资源池。通过全硬件虚拟化和转发加速，最小延迟可达30us(PLX)，IOPS可达300万，存储延迟和存储带宽可达200Gbps，全面超越市场上的云产品。

·计算加速度。快速计算意味着什么？1750亿参数人工智能大模型GPT-3的培训成本约为1200万美元。如果计算速度足够快，损失足够小，培训成本将大大降低。众所周知，云服务汇集虚拟物理机，这或多或少会在过程中产生一定的损失。CIPU的出现解决了计算能力虚拟化的损失问题。通过与DPCA计算平台相结合，虚拟化被转移到专用硬件进行加速，几乎没有损失，这使得ECS的性能超过了传统物理机器，并为增强和隔离提供了硬件级安全，具有云弹姓扩展的优势。对于云客户来说，这无疑是一个成本更低.灵活的选择。

在各种计算架构解决方案中，以”飞天操作系统+CIPU”为核心的新一代计算架构，从底层核心硬件创新到顶层云原生软件，取代CPU作为云计算的控制和加速中心，无疑是对云计算发电和服务单元更高价值的探索，更大的技术变革和更强的基础设施。

风雷：CIPU绘制的跑道通向哪里？

中国工程院中国工程院院士.清华大学高性能计算研究院院长郑为民表示，过去几年，中国在云计算领域的创新主要集中在软件层面，开发了一些开源生态系统，但仍在追赶传统的IT模式。

显然，CIPU的出现就像一场风暴，撕裂了西方主导的计算行业的天空，揭示了未来的曙光。乍一看，石头好像在摇晃天空。事实上，这是一场酝酿已久的春雨。

上述飞天操作系统.罗神网络和盘古存储都是阿里云多年来突破的云计算基础技术。经过深入的垂直集成，它最终演变为以CIPU为中心的新架构，以解决传统计算架构无法解决的问题。以零损失虚拟化为例，阿里云相关研发团队早在2015年就开始着手解决技术问题。2017年DPCA云服务器的推出解决了这一技术问题。目前，阿里云已经建立了自主研发的芯片.服务器.操作系统.数据库.应用程序等技术基础，