阿里云的內(nèi)生動力：向上飛天、向下倚天

 文/白楊

2009年，阿里云的成立，拉開了中國云計算的大幕。如果提煉阿里云第一個十年的核心成就，那非“飛天”莫屬。

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

過去十余年，飛天操作系統(tǒng)在計算、存儲、網(wǎng)絡、安全等核心服務方面的能力不斷進化，服務的客戶也越來越多。從支撐阿里內(nèi)部的局部試點到全量上云，再到服務外部數(shù)十萬用戶，飛天托起了阿里云的上一個十年。

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

在2021云棲大會上，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，一個以云為核心的新型計算體系結(jié)構(gòu)正在形成，隨著云網(wǎng)端技術進一步融合，未來無論企業(yè)或個人，計算都將進一步向云上遷移。

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)務已100%跑在公共云上，并且實現(xiàn)了應用100%云原生化。

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

“倚天”、“磐久”橫空出世

2021云棲大會上，阿里巴巴旗下的半導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。

在整個服務器芯片領域仍停留在7nm工藝時代時，倚天710率先采用了業(yè)界最先進的5nm工藝，單芯片容納高達600億晶體管。同時，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，主頻最高達到3.2GHz。

云是高性能服務器芯片最大的應用場景，倚天710完全是為云而生，它針對云場景的高并發(fā)、高性能和高能效需求而設計，通過將領先的芯片設計技術與云場景的獨特需求相結(jié)合，最終實現(xiàn)了性能和能效比的突破。

在SPECInt2017基礎測試平臺上，倚天710的跑分可達440分，這一成績遙遙領先于已問世的芯片，性能超出業(yè)界標桿20%，能效比優(yōu)于業(yè)界標桿50%。

從三年前阿里正式組建平頭哥，到現(xiàn)在實現(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雜大芯片設計的能力，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質(zhì)性的突破。

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

據(jù)悉，磐久服務器系列基于靈活模塊化設計，實現(xiàn)了計算存儲分離，且擁有風冷、液冷不同散熱模式和歸一化的主板，整機柜的設計讓交付效率提升50%。

同時，針對云原生時代容器化、微服務、持續(xù)交付等特點，磐久服務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，阿里云全棧云基礎設施的最后一環(huán)也得到了完善，并實現(xiàn)從芯片、部件到整機的技術及架構(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，在基礎軟件層面也持續(xù)升級迭代。2021云棲大會上，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，神龍4.0首次搭載了大規(guī)模彈性RDMA加速網(wǎng)絡，使得網(wǎng)絡延遲整體降低80%以上。同時，神龍4.0帶來的計算架構(gòu)革新，也將云計算首次帶進5微秒時延時代。

阿里云基礎產(chǎn)品負責人蔣江偉表示，作為新一代虛擬化技術的代表，神龍在設計之初就是因云而生的，這次升級一口氣在IO加速、芯片級安全、云原生彈性和高速網(wǎng)絡四大領域做了非常多的優(yōu)化，為數(shù)據(jù)庫、AI、大數(shù)據(jù)等通用場景帶來性能的飛躍。

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

除此之外，阿里云在大會上還發(fā)布了定位于服務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)受住了嚴苛的考驗。

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

作為基礎軟件的另一個核心領域，阿里云自研的云原生關系型數(shù)據(jù)庫PolarDB此次也進行了重磅升級。據(jù)阿里云智能數(shù)據(jù)庫事業(yè)部總負責人李飛飛介紹，在本次技術升級中，PolarDB實現(xiàn)了三項創(chuàng)新：

第一，是在業(yè)內(nèi)首次實現(xiàn)內(nèi)存與計算、存儲的三層解耦，實現(xiàn)內(nèi)存池化，使得彈性能力呈數(shù)量級提升，同時大幅度降低成本；第二，上線多主架構(gòu)，進一步提升可用性、并發(fā)處理、彈性能力；第三，成為真正的HTAP數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可同時處理OLTP和OLAP型混合負載。

做深基礎，定義未來

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

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——阿里靈杰。據(jù)悉，阿里靈杰擁有云邊端一體的高性能訓練和推理引擎，可調(diào)動規(guī)模高達10萬臺以上計算集群，真正實現(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”的商業(yè)策略，這里的基礎，包含著軟件和硬件兩個層面。

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

然而，阿里云布局硬件，外界也開始擔心這是否會影響其與原先合作硬件廠商的關系。對此，張建鋒表示，阿里云做服務器、交換機，并不是要自己去生產(chǎn)，而只是設計，所以這不僅滿足了阿里自身的業(yè)務需求，同時也給產(chǎn)業(yè)帶來了更大的空間。

“比如交換機，阿里云的設計都是開源的，所有廠商只要能滿足這個標準，都可以給我們供貨”，張建鋒說。

對于新發(fā)布的處理器芯片倚天710，張建鋒也表示，這款芯片將不對外出售，主要是阿里云自用?！鞍⒗镌谱鲂酒蔷劢乖谠朴嬎?，而不是半導體。阿里云目前仍然是一家云計算廠商，如果市場上有更好的選擇，我們當然也會采用市場上的解決方案”。

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

阿里云目前做的事情，實際上也是基于對未來新型計算體系結(jié)構(gòu)的判斷。作為行業(yè)領導者，阿里云僅滿足當下的市場需求還不夠，它還肩負著引領行業(yè)去探索和定義未來趨勢的重任。

“如果不能為行業(yè)未來的趨勢做出一些產(chǎn)品，那肯定不具備領導者的資格”，張建鋒說，而阿里云從飛天到倚天，打造以云為基礎的軟硬件技術體系，也是為了讓中國云計算在數(shù)字時代具備全球競爭力。