近年來，我國從芯片、整機、操作系統(tǒng)、云平臺、中間件到應(yīng)用軟件等技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈已初步形成，以X86、ARM、Power等不同架構(gòu)處理器的為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)框架已基本就緒。國內(nèi)IT產(chǎn)業(yè)生態(tài)也隨著新一代技術(shù)應(yīng)用場景不斷拓展，已經(jīng)形成了多技術(shù)路線全棧式支撐能力。

在數(shù)據(jù)中心建設(shè)方面，隨著企業(yè)“上云用數(shù)賦智”的不斷加速和深化，新場景下的算力孤島問題逐漸凸顯。如何實現(xiàn)多種芯片技術(shù)路線的高效協(xié)同，以應(yīng)用為導(dǎo)向、從系統(tǒng)設(shè)計視角出發(fā)，滿足多芯共存、多云異構(gòu)條件下的云原生環(huán)境構(gòu)建，保障業(yè)務(wù)應(yīng)用的穩(wěn)定運行、平滑切換和線性增長，成為新一代云數(shù)據(jù)中心架構(gòu)體系需要攻克的新的挑戰(zhàn)。

浪潮信息副總裁 張東

(資料圖片)

云計算是協(xié)同紐帶，“一云多芯”是關(guān)鍵

‘“一云多芯”是打破小生態(tài)、構(gòu)建大生態(tài)的關(guān)鍵紐帶。信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展迅速，相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)品已開始大規(guī)模應(yīng)用于金融、通信、政府等關(guān)鍵行業(yè)。但從產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同上看，各環(huán)節(jié)垂直封閉、生態(tài)離散，多個小生態(tài)并行存在。自有封閉小生態(tài)的排他性不利于產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，難以形成產(chǎn)業(yè)合力，同時又給行業(yè)用戶在技術(shù)選型上帶來困擾。如何打破小生態(tài)壁壘，避免因技術(shù)選型失誤帶來的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型失敗是各個行業(yè)關(guān)心的話題。在我們看來，“一云多芯”無疑是個最佳選擇。同時，其在一定程度上激發(fā)了IT產(chǎn)業(yè)鏈上下游的創(chuàng)新活力，進而促進整體生態(tài)的協(xié)同發(fā)展。

“一云多芯”可滿足用戶算力多樣化需求，并且可有效規(guī)避算力孤島。隨著各行各業(yè)業(yè)務(wù)創(chuàng)新的爆發(fā)式增長，不同業(yè)務(wù)場景對算力需求的差異化也越來越多，更多的算力供給從處理器向各種加速器（包括GPU、DPU、FPGA等）轉(zhuǎn)移。為充分發(fā)揮多元異構(gòu)（不同架構(gòu)、不同種類）芯片的能力優(yōu)勢，金融、能源等關(guān)鍵行業(yè)應(yīng)基于多種芯片架構(gòu)來構(gòu)建云基礎(chǔ)設(shè)施底座，實現(xiàn)多元算力的統(tǒng)一池化管理、統(tǒng)一調(diào)度以及業(yè)務(wù)的差異化部署等，逐步實現(xiàn)從算力并存到算力統(tǒng)一。

“一云多芯”可有效降低供應(yīng)鏈風險。“一云多芯”是IT產(chǎn)業(yè)鏈承上啟下的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具備對下納管底層各種芯片，屏蔽底層基礎(chǔ)設(shè)施異構(gòu)芯片差異，對上提供開放、統(tǒng)一的算力接口。但是，目前在云計算產(chǎn)業(yè)中，各服務(wù)器芯片的表現(xiàn)參差不一，導(dǎo)致用戶體驗難以一致，應(yīng)用效果也大相徑庭。用好“一云多芯”，可以最大程度的降低技術(shù)路線的選擇風險，極大提升業(yè)務(wù)穩(wěn)定性以及業(yè)務(wù)改造的靈活性。

由此可見，無論是從業(yè)務(wù)角度、技術(shù)角度，還是產(chǎn)業(yè)鏈角度，踐行“一云多芯“已經(jīng)成為當下及未來云計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，是產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)廠商的必然選擇。

“一云多芯”勢在必行，但落地挑戰(zhàn)猶存

“一云多芯”在云計算步新中已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)共識。雖然“一云多芯”目標明確，但在產(chǎn)業(yè)落地過程中仍存在多方面挑戰(zhàn)。

首先是理念的轉(zhuǎn)變。IT基礎(chǔ)架構(gòu)經(jīng)過長期的發(fā)展，從大機、小機時代逐步演進到云計算時代，開放計算深入人心。但直至今日，芯片指令集、操作系統(tǒng)架構(gòu)上的差異化依然制約著架構(gòu)的橫向協(xié)同，比如一個應(yīng)用需要同時適配多個指令集和操作系統(tǒng)的問題仍然很嚴重。IT產(chǎn)業(yè)需要新的理念、新的路徑、新的設(shè)計，即以CPU為核心的設(shè)計模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵到y(tǒng)為核心的設(shè)計，以“以應(yīng)用為導(dǎo)向，以系統(tǒng)為核心”構(gòu)建新一代產(chǎn)業(yè)生態(tài)?！耙辉贫嘈尽笔蔷褪沁@種理念的具體體現(xiàn)。

其次是缺乏統(tǒng)一的“一云多芯”建設(shè)標準、規(guī)范。算力標準化是產(chǎn)業(yè)的愿景，因此基于”一云多芯”打造的算力平臺需要標準化、統(tǒng)一化、服務(wù)化。各廠商因技術(shù)能力差別導(dǎo)致理解和落地模式均有所不同，比如部分廠商將納管多個獨立的不同芯片架構(gòu)資源池的這種模式也包裝成“一云多芯”，由于無法實現(xiàn)真正的互聯(lián)互通，對業(yè)務(wù)的連續(xù)性造成很大的風險。

實現(xiàn)一云多芯，場景驅(qū)動的軟件定義是正道

一云多芯的最終目標是支撐用戶業(yè)務(wù)在不同架構(gòu)處理器之間的低成本切換或者自由切換。因此，基于以系統(tǒng)設(shè)計為核心的思維，采用以場景驅(qū)動的“硬件重構(gòu)+軟件定義”的融合架構(gòu)，是數(shù)據(jù)中心體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。我們認為可以分“有-好-優(yōu)”三步走來實現(xiàn)一云多芯的中長期目標。

“一云多芯”三步走技術(shù)路線

第一階段：混合部署、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一視圖

第一階段解決“有”的問題。以云為入口，通過云操作系統(tǒng)實現(xiàn)異構(gòu)處理器服務(wù)器的統(tǒng)一管理，覆蓋國內(nèi)外主流處理器，提供統(tǒng)一操作界面、操作方式及統(tǒng)一監(jiān)控運維等，解決云資源池只能承載單一廠商或單一架構(gòu)處理器的服務(wù)器而導(dǎo)致的應(yīng)用無法跨架構(gòu)部署、協(xié)同的問題。

第二階段：業(yè)務(wù)牽引、分層解耦、架構(gòu)升級

第二階段解決“好”的問題。在第一階段的基礎(chǔ)上，進一步實現(xiàn)應(yīng)用的低成本跨架構(gòu)切換。通過資源層、平臺層和應(yīng)用層的“分層解耦”設(shè)計，實現(xiàn)架構(gòu)升級。

在資源層面，通過跨平臺的遷移實現(xiàn)應(yīng)用跨架構(gòu)快速部署。

在平臺層面，實現(xiàn)平臺應(yīng)用的跨架構(gòu)混合部署，如數(shù)據(jù)庫集群在一云多芯平臺上實現(xiàn)跨架構(gòu)的狀態(tài)同步、數(shù)據(jù)同步，實現(xiàn)了多實例在不同處理器架構(gòu)的服務(wù)器上的并行運行。

在應(yīng)用層面，可通過服務(wù)網(wǎng)格等技術(shù)實現(xiàn)應(yīng)用的跨架構(gòu)流量切分。

第三階段：算力標準、全棧多芯、生態(tài)共建

這個階段是解決“優(yōu)”的問題。從業(yè)務(wù)連續(xù)性的維度，我們認為”一云多芯”的終極目標是實現(xiàn)應(yīng)用與芯片架構(gòu)的徹底解耦。這需要硬件、云以及應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)鏈上下游的共同協(xié)同，完善異構(gòu)架構(gòu)下有效算力的量化方法，以支持應(yīng)用在不同架構(gòu)處理器間的等價切換。共同推動應(yīng)用與云基礎(chǔ)設(shè)施的一云多芯相結(jié)合，打造垂直一體化方案，實現(xiàn)應(yīng)用層面的跨架構(gòu)無感知切換。在標準和測評方面，聯(lián)合專業(yè)軟件測評機構(gòu)及產(chǎn)業(yè)鏈上下游生態(tài)，形成一云多芯行業(yè)標準。

寫在最后：

“一云多芯”已經(jīng)不再是一個簡單的口號，而是構(gòu)建我國IT產(chǎn)業(yè)新生態(tài)的關(guān)鍵路徑。浪潮信息參編的基礎(chǔ)設(shè)施云管理軟件、虛擬化云平臺和容器平臺等多個國家級、行業(yè)級標準，也是以分層解耦、生態(tài)共建的理念推進我國信息產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。同樣，中國人民銀行印發(fā)的金融科技發(fā)展規(guī)劃中，也對金融行業(yè)“一云多芯”的發(fā)展以及相關(guān)金融云平臺應(yīng)用標準提出了明確的目標及要求。浪潮信息配合某國有大型銀行進行了“一云多芯”的實踐，采用多種芯片服務(wù)器和云海OS，完成了核心MPP數(shù)倉產(chǎn)品的認證測試并實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用。同時，針對大數(shù)據(jù)、消息中心、緩存系統(tǒng)等核心業(yè)務(wù)平臺也全面開展了合作。浪潮信息參與建設(shè)的多個行業(yè)云平臺，在支持一云多芯的基礎(chǔ)上，遠程跨域管理、集群規(guī)模及線性擴展能力同樣達到業(yè)界領(lǐng)先水平，單資源池規(guī)模超過1000節(jié)點并可按控制器實現(xiàn)線性擴展，支撐了金融、能源、交通等行業(yè)云數(shù)智多樣化業(yè)務(wù)需求。

由此可見，遵從“以應(yīng)用為導(dǎo)向、以系統(tǒng)為核心”的設(shè)計理念，秉承“分層解耦、開放標準”的“一云多芯”建設(shè)原則，在云計算步新的發(fā)展中顯得愈發(fā)重要，這必將加速IT產(chǎn)業(yè)生態(tài)的繁榮。（浪潮信息副總裁 張東）

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