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阿裡雲曆時13年,站上世界現代計算架構之巅

作者:雲科技時代雜志
阿裡雲曆時13年,站上世界現代計算架構之巅

在1999年阿裡巴巴成立的時候,恐怕當時的創始人們怎麼也想不到,僅在10年後阿裡巴巴就開始投身到以雲計算為代表的新一代計算技術體系研發中,并在20年後站上了世界現代計算架構之巅。2022年,阿裡雲不僅是世界前三朵“雲”之一,更重構了現代計算體系最底層也最具創新力的硬體裝置——從伺服器、路由器、交換機等到CPU等核心部件。

在2022年11月的雲栖大會上,阿裡雲智能總裁張建鋒表示,以雲計算為核心的新型計算體系正在帶來三大變革:雲重構了整個IT硬體體系,資料中心、晶片、伺服器等産業鍊發生深刻變化;雲和端加速融合,算力從端轉移上雲,未來萬物皆是計算機;軟體研發範式發生深刻變革,Serverless、低代碼、AI大模型開源等趨勢,大幅提升軟體生産效率。

阿裡雲曆時13年,站上世界現代計算架構之巅

今天,阿裡雲自研的飛天雲計算作業系統+CIPU雲計算體系架構正在重構雲計算整體技術體系,而自研的雲伺服器晶片倚天CPU系列和邊緣裝置晶片玄鐵RISC-V處理器系列等正在重構雲端算力,阿裡雲自研的AI、資料庫、雲原生等各類計算軟體正在廣泛重塑資料的生産力。可以說誕生于“雲”中的阿裡雲,在“雲”完成重生、重新整理了現代計算體系。

從網際網路到雲計算,計算在重塑經濟未來、未來經濟也正在不斷重塑今天的計算。

重新定義現代計算架構

現代企業級計算主要是由資料中心基礎設施以及資料庫、中間件、作業系統等企業級基礎軟體所構成,自從形成IOE架構之後已經壟斷市場數十年,直到雲計算架構的出現。2009年,阿裡雲寫下第一行代碼,就以打破IOE對于企業級計算市場的壟斷為努力方向。當然,早期的雲計算仍然是基于IOE的技術體系,直到多年後才完全“去IOE”化——公有雲發展到一定規模後産生足夠的經濟效益,再反過來支撐對軟硬體體系的重構。

阿裡雲曆時13年,站上世界現代計算架構之巅

2022年6月,阿裡雲釋出了全新的資料中心晶片——雲基礎設施處理器CIPU(Cloud Infrastructure Processing Unit),作為替代CPU而成為雲計算的管控和加速中心。簡單了解,CIPU是用硬體方案實作雲資料中心的多種軟體和虛拟化加速功能,以及進一步實作多種硬體資源的池化,進而再次提升雲資料中心的效率和效益。

2022年5月,阿裡巴巴集團釋出了2022财年業績,其中阿裡雲在該年度實作了13年來首次年度盈利——經調整EBITA從上一年的虧損22.51億元大幅改善為2022财年的盈利11.46億元,而阿裡雲在2022财年收入在抵銷跨分部交易前和抵銷後分别為1001.8億元和745.68億元,也達到了百億美元規模。在Gartner釋出的2021年全球IaaS市場統計結果中,阿裡巴巴2021年的IaaS收入為87億美元并且以9.5%的市場佔有率再次成為全球第三大IaaS公有雲提供商,而全球IaaS市場從2020年的643億美元也猛增到909億美元,同比增長41.4%!

毫無疑問,無論是全球IaaS市場規模還是阿裡雲自身的規模以及首次實作盈利,都為阿裡雲投資基礎計算架構和基礎技術提供了堅實的基礎。CIPU的誕生就是阿裡雲在首次實作盈利節點時的再度進化:CIPU在各種CPU、GPU、FPGA以及各種硬體加速器等處理器之下,各種閃存、硬碟和NVMe固态盤等本地存儲以及遠端存儲和高速低延遲時間資料中心網絡互聯之上,進一步加速雲資料中心的伺服器之間和伺服器内部的資料通路與移動速度以及降低成本。CIPU作為雲資料中心專用晶片,與飛天雲計算作業系統配合,進一步加大各類硬體計算資源的池化能力與規模,提升了各類雲計算軟體的運作效率,同時再次降低了雲資料中心即雲服務的成本。

阿裡雲曆時13年,站上世界現代計算架構之巅

2021年,阿裡雲宣布飛天作業系統将全面相容X86、ARM、RISC-V等多種晶片架構,實作“一雲多芯”,為客戶提供标準、高品質的雲端計算服務。在2021雲栖大會上,阿裡平頭哥釋出了首顆CPU晶片倚天710,也是全球首個5nm制程的ARM伺服器晶片。在2022雲栖大會上,阿裡宣布自研CPU倚天710已大規模應用——倚天710已在阿裡雲資料中心大規模部署,并以雲的形式服務阿裡巴巴和多家網際網路科技公司,算力成本效益提升超30%,機關算力功耗降低60%。如今,倚天710雲執行個體與飛天作業系統及CIPU融合,在資料庫、大資料、視訊編解碼、AI推理等核心場景中的成本效益提升超30%。

本次雲栖大會,阿裡雲還帶來了專有雲的全新版本,首次将CIPU引入專有雲場景,提供存算分離的技術架構,在使用者自建資料庫場景下,性能提升可達到30%-50%,整體時延可降低40%-50%。專有雲還提供了一雲多芯、一雲多Region的能力,支援多種指令集架構和晶片混合部署,可幫助客戶實作晶片架構的平滑遷移。通過專有雲,阿裡雲将飛天作業系統、CIPU、倚天710等所構成的全新自研計算體系帶入了企業級環境,重新定義現代計算架構。

重新定義邊緣計算體系

邊緣計算是雲計算的另一面。所謂邊緣計算,即在靠近資料發生地或源頭的一側,內建網絡、計算、存儲、應用等為一體的小型或微型計算平台,提供在工廠工廠中的房間、分支辦公室、零售店面等地點的就近計算服務,與雲服務相配合實作雲端一體計算架構。

阿裡雲曆時13年,站上世界現代計算架構之巅

什麼是雲端一體計算架構?以阿裡雲釋出的無影終端系列為例。2021雲栖大會上,阿裡正式釋出了無影雲電腦,這是一款沒有主機、硬碟和CPU的“PC”。雲電腦從外形上看就隻有銀行卡大小,使用的時候隻需接上顯示裝置,指紋登陸就能進入個人的雲電腦桌面。别看無影雲電腦如此之小,電影《刺殺小說家》的特效制作就是在雲電腦上完成的。在2022雲栖大會上,一批搭載阿裡雲無影架構的新終端形态對外展出:包括無影筆記本、Rokid Air+Station、谷東工業AR眼鏡、MAXHUB智能顯示器、5G本DEXBOOK等。

無影筆記本是第一款雲筆記本産品,通過接入雲上算力,這款産品的工程樣機在Cinebench上跑分達到12萬以上,被網友稱為“機皇”。無影筆記本通過端側AI超分等技術,實作高清畫質下的極低能耗、超長續航;實驗室資料顯示,普通辦公續航達到20小時左右;播放高清視訊或3D渲染場景也可達12小時。而智能AR眼鏡廠商Rokid新釋出的Rokid Air+Station套件産品,通過僅重83g的AR眼鏡,連接配接藍牙鍵鼠,即可使用無影雲電腦,甚至可以完成大型設計、影視渲染等重協同工作。

目前,無影支援300多類外接裝置,可以進行企業内網、外網、裝置之間清晰獨立的安全政策設定。而在無影終端系列之外,阿裡平頭哥推出的玄鐵RISC-V系列晶片,正在定義更廣泛的邊緣計算架構和終端系列。RISC-V與ARM架構都來自于1980年代的精簡指令計算機RISC,二者最大的不同在于RISC-V是徹底開放的模式。當然與ARM架構的成熟生态相比,RISC-V架構還有很長的路要走。

阿裡雲曆時13年,站上世界現代計算架構之巅

2022雲栖大會,阿裡平頭哥公布RISC-V能效探索的最新進展,推出全新的RISC-V處理器玄鐵C908,推動RISC-V進入高能效計算領域。随着玄鐵C908的釋出,玄鐵RISC-V處理器家族已基本形成3大系列的産品矩陣:C系列面向高端複雜計算場景,應用于視覺、語音、邊緣計算等領域,包含C906、C908、C910及C920等4款處理器;E系列面向低功耗低成本場景,應用于微控制器、無線等領域,包含E902、E906及E907等3款處理器;R系列面向高可靠、實時處理場景,應用于工業控制、車載等領域,目前研發出的R910處理器具備高性能、高可靠、實時處理增強的功能特性,未來R系列将繼續演進推出更多豐富處理器。

截至2022雲栖大會,玄鐵RISC-V處理器已在邊緣計算、無線通訊、工業控制、通用MCU等30多個行業實作了商業落地,是中國RISC-V領域中應用規模最大的處理器。值得一提的是,玄鐵RISC-V處理器已适配RTOS、Yocto Linux、Android、龍蜥、統信等多款雲、邊、端國際主流及國産作業系統。而在打通RISC-V和安卓體系方面,平頭哥進行了大量技術創新,增補修改了12萬餘行代碼,主導推動了兩大體系的深度融合。

簡單了解,在阿裡的全力推動下,RISC-V架構進入了伺服器、桌面、工業等多種計算生态,進而有望進入主流計算架構。平頭哥建構起了包括工具鍊、中間件與元件、作業系統、AI加速庫、針對應用的SDK等在内的玄鐵RISC-V軟體生态,推出了完整的端雲一體開發工具,提供AI部署工具HHB等,進而更好适配玄鐵CPU。無劍系列是承載玄鐵CPU IP的晶片設計及驗證平台,包括無劍100、無劍300及無劍600等三大平台。曳影1520是首顆基于無劍600平台研發的多模态AI處理器SoC原型,目前已實作從硬體到軟體的量産應用場景适配,并在阿裡展開應用。

值得的一提的是,平頭哥是RISC-V國際基金會的董事會成員,是公認投入力量最大的中國機構。目前,在RISC-V國際基金會中,平頭哥參與了29個技術方向的标準制定,主導負責了11個技術小組,在過去一年裡貢獻11篇技術文章給基金會。RISC-V國際基金會CEO Calista Redmond在2022雲栖大會上表示:“RISC-V是史上最豐富、最開放的指令集架構,目前已有100億顆晶片采用RISC-V,分析師預測到2025年,将有800億CPU核心采用 RISC-V架構。RISC-V 正在迅速建立強大的生态體系,阿裡巴巴在RISC-V上盡心盡力的投入和衆多貢獻,對全球開發者、技術社群和産業界意義重大。”

可以看出,從基于ARM的無影終端系列到基于RISC-V處理器家族的廣泛邊緣計算終端生态,阿裡雲在邊緣計算側建立起了雲端一體的計算體系和生态,為企業建構完整的雲端一體化應用,提供了豐富和高成本效益的選擇。

重新定義軟體開發範式

雲原生被喻為雲計算的再次變革。所謂雲原生,即容器、微服務、DevOps等。雲原生技術再度提升了雲計算的效率,将雲計算的技術紅利釋放到極緻,成為業務創新的支柱引擎,并且真正實作了PaaS層的軟體開發範式變革。從2007年開始落地網際網路技術架構到2020年阿裡雙十一全面雲原生化,2022雲栖大會阿裡雲進一步宣布全面無伺服器化(Serverless),重新定義軟體開發範式,不斷推進雲原生的技術和應用前沿。

阿裡雲曆時13年,站上世界現代計算架構之巅

雲原生技術包括三大發展方向:全面容器化、網際網路中間件以及全面Serverless化。其中的全面Serverless化,是真正推動軟體開發範式轉型的基石。張建鋒強調:Serverless的概念最早于2012年提出,當時剛剛興起的雲計算仍然以伺服器為中心,客戶購買的仍是計算資源,而雲計算下一個十年的計算範式是Serverless化。從2012年到2022年正好十年,Serverless也成為今天IT開發的主流,也是基于雲伺服器提供計算能力的主流方式。

無論是2萬使用者還是2000萬使用者體量,基于Serverless建構的IT架構都可以自适應伸縮,峰值秒級自動擴容、峰谷自動縮容。目前,阿裡雲已經擁有超過20款Serverless産品,包括函數計算FC、Serverless應用引擎SAE、Serverless容器服務ASK、PolarDB資料庫、AnalyticDB數倉等。其中函數計算日調用次數超過 200 億次,有效支撐曆年雙十一百萬 QPS 洪峰,業務年均增速超 300%,整體規模位居國内首位。

阿裡雲在2022雲栖大會宣布将堅定推進核心産品全面Serverless化,幫助客戶更好地實作靈活創新。今天基于Serverless化的雲上組裝式開發,實作了軟體研發的服務化、子產品化,建構應用就像搭積木那樣可編排、可組裝。随着阿裡雲的全面Serverless化,很多雲産品都轉變為子產品化、API化、服務化,通過拖拉拽的方式就能夠組裝建構應用,徹底颠覆了傳統軟體開發方式,大幅提升開發效率。

除了小程式外,電商大促、音視訊轉碼、AI 算法、遊戲分發、物聯網等越來越多的企業場景也開始采用Serverless技術。世紀聯華将會員系統、交易系統、支付系統等遷移到阿裡雲函數計算上處理,促銷準備時間從周級縮短到小時級,研發運維提效30%,成本下降40%,将促銷活動常态化。南瓜電影将系統部署到阿裡雲Serverless應用引擎SAE上,無需改造應用代碼,直接上傳部署WAR/JAR包,七天内完成了新架構的更新和部署,峰谷時按需自動縮容,總成本下降 40%,運維效率提升10倍,從容應對突發流量。

張建鋒表示,Serverless讓雲計算從一種資源真正變成一種能力。未來,雲将全面Serverless化,更加接近“電網”模式,按計算的調用次數付費。Gartner預測,2025 年将有 50% 以上的全球企業采用 Serverless架構。2022年,阿裡巴巴确立了以“雲原生”作為集團整體技術架構的戰略,向Serverless化邁進;9月,淘寶首頁核心應用率先實作了Serverless架構更新,通過更輕量靈活規範地用雲,實作業務快速疊代創新。

除了全面Serverless外,阿裡達摩院聯手CCF開源發展委員會在2022雲栖大會上,共同推出AI模型社群“魔搭”ModelScope,旨在降低AI應用門檻。達摩院率先向魔搭社群貢獻300多個經過驗證的優質AI模型,超過1/3為中文模型,包括一批探索人工智能前沿的中文大模型,如阿裡通義大模型系列、瀾舟科技的孟子系列模型、智譜AI的中英雙語千億大模型等,不僅全面開源開放,更将模型轉變為直接可用的服務。

阿裡雲曆時13年,站上世界現代計算架構之巅

在普惠軟體開發能力方面,低代碼開發提供了普惠、靈活、低成本的方式,而基于阿裡雲的釘釘正在成為下一代應用開發平台。在廣西柳鋼,冷軋廠退火工廠中的房間勞工張亮用十分鐘就在釘釘上開發了一個危險區域管理應用,隻有作業任務或裝置點修人員才能掃臉後進入。張建鋒在2022雲栖大會公布,釘釘上的低代碼應用數突破500萬,低代碼開發者超過380萬。張建鋒表示,未來不懂低代碼就和二十年前不會用word一樣。

從全面雲原生化到全面Serverless化,阿裡雲讓專業的軟體開發像搭積木那樣可編排、可組裝,300+開源AI模型讓專業的AI應用開發從被掌握在少數算法人員手中到走向大衆化,而釘釘低代碼開發平台進一步讓一線業務人員獲得強大的軟體開發能力……今天的阿裡雲,正在重新定義軟體開發範式。

總結而言:阿裡雲曆時13年,站在了世界現代計算架構之巅。今天,阿裡雲已經幾乎自研了所有軟硬體技術,進而重構了企業計算架構與體系,而其中哪怕是一個晶片的自研,都需要投入大量的人力與時間,解決無數個問題才能不斷完善。阿裡雲已經走出了一條中國式現代計算架構與計算體系之路,背後是無數阿裡技術人員的堅持、堅守與不懈奮鬥。可以說,在雲計算的“趕考之路”上,阿裡雲交出了一份大開大合的中國答卷。(文/甯川)

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