CPU指中央處理器，它的規(guī)格決定了一臺服務器工作效能的高低，當前的云計算基于以CPU為中心的體系架構，以軟件定義的方式進行優(yōu)化，在數(shù)據(jù)量暴漲的情況下已然觸及瓶頸。
CIPU則是指云基礎設施處理器，它能通過特定的操作系統(tǒng)，將阿里云再全球的200 多萬臺服務器變成一臺“超級計算機”，為客戶提供更高性能、更低價格、更可靠的云計算服務。
一家小店的運營能力，再怎么提高也有限度，兩百萬家小店高效協(xié)同之下，運營能力的提升可想而知。而從個體計算機的集群到“超級計算機”的誕生，也更符合云計算的定義。
可以說，CIPU從源頭再造了云計算全新發(fā)展路徑，這種回歸源頭突破瓶頸的方式，與整個現(xiàn)代科技的發(fā)展路徑不謀而合，正如基礎科學是土壤，應用技術是樹木，當參天大樹難以長成的時候，最需要的往往是厚植培育土壤。
要想更深入地理解阿里云對以CIPU取代CPU成為云計算體系架構中心的信心，還需要將之放入云計算發(fā)展歷程當中來看。
在過去十多年里，云計算技術經歷了兩個發(fā)展階段。第一個階段是分布式和虛擬化技術替代了大型機、小型機，滿足了當時企業(yè)業(yè)務擴展帶來的算力彈性需求。
企業(yè)通過分布式架構將計算能力打散到不同的機器上，解放供應鏈的彈性，同時引入虛擬化技術，實現(xiàn)分時復用，解決單個集群資源利用率相對較低的問題。
這種分布式架構讓企業(yè)具備了云的基礎技術能力，但沒有云計算的核心生產力，比如沒有達到即開即用的資源彈性、按需擴容、線性可擴展性等，難以滿足規(guī)模不斷擴大的業(yè)務需求。
第二階段是資源池化技術，把計算和存儲資源分離，再規(guī)模化編排和調度，提供了超大規(guī)模的計算和存儲資源池。
這種通過將不同的物理資源變成虛擬化的資源，進行統(tǒng)一池化管理的技術，推動了公有云時代的加速到來，企業(yè)不再需要自己管理這些資源，而是由云廠商提供統(tǒng)一調度、統(tǒng)一管理和統(tǒng)一編排，以提高資源的利用率。
如果說分布式和虛擬化技術成就了云計算的崛起，資源池化技術則是大大降低了云計算的使用門檻。但它們都是通過軟件定義的方法，基于傳統(tǒng)的以CPU為中心的體系架構去做優(yōu)化，隨著數(shù)字經濟的到來，“以軟件定義為主”的云計算再次無法滿足產業(yè)需求。
云廠商們發(fā)現(xiàn)管理基礎設施規(guī)模越來越大，復雜度也越來越高，數(shù)據(jù)密集型的計算越來越多，一個純軟件定義的、以 CPU 為中心的云體系結構，虛擬化的代價很高，費用會不斷增加，也難以實現(xiàn)對云計算低時延、高帶寬的需求。
行業(yè)期待著、也努力著推動下一代云計算的發(fā)展。2020年之后，部分芯片巨頭陸續(xù)推出了相關數(shù)據(jù)中心產品，如英偉達的DPU（Data Processing Unit，數(shù)據(jù)處理器）和英特爾的IPU（Infrastructure Processing Units，基礎設施處理器），與阿里云推出CIPU一樣，都是希望設計一個新的管控中心，以替換掉CPU的管控職能。
02 CIPU的破局思路
那么，這些誕生之初就被賦予了替代CPU使命的產品，是如何解決以CPU為中心的云計算所面臨的瓶頸呢？
首先來看DPU。它誕生的背景是帶寬與計算性能的增速失調，CPU的性能從5-10年前每年30%的增幅，到三年前大概只有每年不到3%的增幅。而網絡帶寬每年依舊還有35%左右的增長，這意味著，處理性能和帶寬增速的比例從原來的大概1:1，變成了現(xiàn)在的1:10左右。
因此，DPU側重的是數(shù)據(jù)遷移帶寬能力，作為集成加速平臺，DPU能夠從CPU上卸載關鍵的網絡、存儲和安全任務，降低CPU的開銷，直接效果是給 CPU“減負”。
再來看IPU。IPU緊隨DPU之后，作用也有所類似。IPU通過專用協(xié)議加速器來加速基礎設施功能，包括存儲虛擬化、網絡虛擬化和安全，通過把軟件中的存儲和網絡虛擬化功能從CPU轉移到IPU，從而釋放CPU核心，還能允許靈活的工作負載分配，提高數(shù)據(jù)中心利用率。
盡管技術路徑上有所區(qū)分，但無論是DPU還是IPU，都是想通過軟件定義+硬件加速的方式，替代CPU成為數(shù)據(jù)中心的核心硬件。
CIPU則更像是兩者的綜合體，它向下接入物理的計算、存儲、網絡資源，快速云化并進行硬件加速；向上接入飛天云操作系統(tǒng)，管控阿里云全球上百萬臺服務器，讓算力虛擬化損耗降到0，并通過規(guī)模化應用RDMA網絡技術，讓訪問云端比訪問本地硬盤更快。
因此，CIPU既能解決數(shù)據(jù)遷移帶寬的問題，也能云化虛擬化管控數(shù)據(jù)中心。同時，搭載飛天系統(tǒng)設計后，實現(xiàn)了軟硬件一體化，既能通過硬件提供高性能，又能通過軟件提供靈活性。
而CIPU和飛天云操作系統(tǒng)還出自阿里云同一大的研發(fā)團隊之手。阿里云基礎產品首席架構師黃瑞瑞就曾在媒體采訪中指出:“向上設計的飛天云操作系統(tǒng)和向下的 CIPU，兩者之間結合的效果一定是大于 2 的，因為本身就是一體化的?！?/span>
03 3.0的云計算新生態(tài)
寶劍鋒從磨礪出，在正式推出CIPU和飛天云操作系統(tǒng)之前，阿里云在技術積累這條道路上已經走了十余年。
2009年，阿里云自主研發(fā)云計算操作系統(tǒng)飛天誕生，這個系統(tǒng)幫助多個平臺解決了必不可少的極限并發(fā)場景，如天貓的雙十一購物節(jié)，12306的春運購票高峰等等。
2017年，阿里云再度自研發(fā)神龍架構，通過把虛擬化轉移到專用硬件中進行加速，實現(xiàn)了性能“0損耗”，一定程度上解決了服務器虛擬化性能損耗的問題。
此后，經過數(shù)輪迭代，神龍卡逐漸加入了編排調度、硬件加速等更多能力，最終誕生了CIPU的雛形，并在不斷完善后推出。
不難發(fā)現(xiàn)，阿里云先是通過對飛天系統(tǒng)的定義和迭代，實現(xiàn)了對于客戶需求清晰化的感知。然后才去做 CIPU，通過深度定制底層基礎設施，實現(xiàn)了客戶對于云計算的極致性能和體驗。
與此同時，CIPU和飛天系統(tǒng)還可以與其他自研產品，如神龍計算平臺、盤古存儲平臺和洛神網絡平臺等進行深度的適配。實際上，阿里云已經打造了以飛天云操作系統(tǒng)為核心，自研芯片、服務器、計算、存儲、網絡、安全等軟硬一體的新型計算體系架構。
新型科技產業(yè)中，技術和產品的突破意味著生產力的變革和競爭格局的重塑，因此，技術路線之爭或許還是企業(yè)乃至產業(yè)的命運之爭。
一如新能源技術，磷酸鐵鋰電池之爭與三元鋰電池之爭，單晶硅片與多晶硅片之爭等等，背后都是一個個企業(yè)的沒落與崛起。又如移動通信技術，國內產業(yè)從1G的空白、2G的跟隨、3G的同步，實現(xiàn)了5G的超越。
云計算也是如此。CIPU和飛天系統(tǒng)的推出意味著阿里云找到了一條打破云計算傳統(tǒng)發(fā)展路線的全新途徑，一旦成為主流，阿里云將擁有定義下一代云計算標準的實力，成為中國在云計算，乃至IT產業(yè)的國際競爭中的一大助力。
正如鄭緯民院士所言，阿里云的CIPU將使得中國在爭取云計算的定義權中處于有利位置，改變了原本由西方技術制定的游戲規(guī)則，讓我國IT產業(yè)建立了全球領導力。這一改變格局的事，讓他對中國在下一個技術時代擁有自己的一席之地表示樂觀。
當然，技術的發(fā)展往往是一個不斷突破、不斷前進的過程，技術的路線之爭也常常是一個艱難且漫長的過程，CIPU和飛天系統(tǒng)不會是云計算競爭的終點，阿里云仍需要不斷研發(fā)更多高附加值且代表產業(yè)發(fā)展方向的產品，以爭奪云計算的話語權。
