趋势中存挑战有机遇,“一云多芯”明天会更好

趋势中存挑战有机遇,“一云多芯”明天会更好
2023年07月13日 17:45 孙永杰

众所周知,云计算是底层的承托层,上面支撑各种芯片、操作系统,各种数据库、中间件,抽象成统一的接口提供给应用,而在其不断发展的过程中,国内IT产业生态的新一代技术应用场景不断拓展,导致其需要多技术路线全栈式的支撑能力,至此,业内提及的“一云多芯”已不再是一个简单的口号,而是构建我国IT产业新生态的关键路径。

云计算进入新阶段,“一云多芯”是关键

提及云计算,从产业的高度看,云计算用客户需要综合考虑技术风险、供应链风险以及性价比。

例如在技术风险上,用户多样化的应用和部署模式促使云服务商的基础架构升级换代。在过去很长的一段时间里,基于x86的通用计算基本上能满足计算的基本诉求,但随着场景化应用增加,一些特定场景对计算能力的要求或者对计算特性的要求越来越复杂,导致越来越多的企业会选择多元架构算力,而如何保证这些异构算力针对不同应用场景的高效使用(例如在保持最佳性价比的同时,做到不同芯片架构的随需切换,跨架构随时迁移和流量切分等),构建和使用一个云平台去统一管理这些异构的算力资源,实现异构算力和相关的存储和网络等资源的最优化配置和统一管理,就变得尤为必要,也颇具挑战。而“一云多芯”可满足用户算力多样化需求,并且可有效规避技术风险。

而在供应链风险方面,由于众所周知的原因(例如技术封锁、架构不授权等),目前在云计算产业中,国内服务器芯片厂商呈现出多而不强、表现参差不一的特征,进而使得云计算的用户体验难以一致,应用落地的效果也大相径庭。对此,“一云多芯”可以最大程度地降低技术路线的选择风险,极大提升业务稳定性以及业务改造的灵活性。

由此看,无论是从产业可能存在的诸多风险的高度,还是目前的技术和应用现状的角度,践行“一云多芯”已经成为当下及未来云计算产业发展的关键及相关厂商的必然选择。

泥沙俱下,“一云多芯”挑战犹存

不可否认,“一云多芯”在云计算步新中的优势已经成为业内共识。

首先,“一云多芯”是IT产业链承上启下的关键环节,具备对下纳管底层各种芯片、操作系统,对中兼容各种类型的虚拟机、容器、数据库、中间件,对上适配各类云原生应用和软件;其次,“一云多芯”不仅指国内不同企业推出的各种芯片,而且可以兼顾不同指令集架构的CPU,同时还包括CPU之外的其他类型芯片,如GPUDPU等,使云计算不再依赖于单一计算芯片,从而满足用户更加复杂的应用场景及业务需求;再者,“一云多芯”可以统一资源调度,同时实现控制面对多种资源池的管理,以节约客户成本;最后,“一云多芯”一定程度上激发了IT产业链上下游的创新活力,进而促进整体生态的发展。因此,一云多“芯”只是开始,多“芯”全栈才是终极目标。

如上述,虽然“一云多芯”优势明显,目标明确,但要真正实现它,相关产业和厂商在落地的过程中仍存在认知和部署的误区及挑战。

首先是理念的转变。IT基础架构经过长期的发展,从大机、小机时代逐步演进到云计算时代,开放计算深入人心。但直至今日,芯片指令集、操作系统架构上的差异化依然制约着架构的横向协同。

以芯片指令集为例,目前国内主流芯片架构覆盖x86(包括IntelAMD及国内基于该架构的被授权厂商)、ARM(主要是国内某些指令集或架构的被授权厂商)、AlphaMIPS LoongArch(主要是架构的被授权或以此为基础的二次修改)等,每种架构的应用适配都需要从底层操作系统、虚拟化层、云管理层到应用软件层。

对此,浪潮数据董事长张东认为,IT产业需要新的理念、新的路径、新的设计,即以CPU为核心的设计模式转变为以系统为核心的设计,依托“以应用为导向,以系统为核心”的理念构建新一代产业生态。“一云多芯”就是这种理念的具体体现。

具体到客户端,需要在建云和选择技术路线的时候,就要从“一云多芯”的思路来进行考虑,而不是把宝全都压到某一个厂商,或者是某一个芯片的架构之上。而是应该从应用的开发到做云的厂商,一层一层,大家共同努力,形成开放的“一云多芯”的新的生态环境。张东补充道。

其次是缺乏统一标准、规范。各厂商因技术能力差别,对外宣传的“一云多芯”也有所不同,如通过云管多个异构资源池实现、通过单一资源池即可管理多架构资源等。比如部分厂商将纳管多个独立的不同芯片架构资源池的这种模式也包装成“一云多芯”,由于无法实现真正的互联互通,对业务的连续性造成很大的风险。

最后是垂直封闭、生态离散化。主要体现在多个小生态并存且互不兼容,部分处理器厂商与自有软硬件绑定,形成自有封闭生态,在不利于产业发展的同时,又给行业客户在使用环节带来困扰。

迎挑战八仙过海,场景驱动的硬件重构+软件定义是正解

如上,面对“一云多芯”落地的挑战,相关企业可谓是八仙过海,各显神通。但在我们看来,如何对症下药,切实解决上述“一云多芯”落地面临的挑战才是正解。

需要说明的是,从技术纵深的角度,目前IaaS基础服务占云应用的绝大多数份额,这意味着现阶段“一云多芯”的竞争还是主要体现在IaaS基础服务,它不仅是客户上云和改造云的基础,更是云计算生态建设完成度的重要体现。

基于此,与其他厂商不同,作为私有云领导厂商的浪潮云海始终遵循场景驱动的硬件重构+软件定义的融合架构。

浪潮云海OS是面向下一代云数据中心和云原生应用的智慧云操作系统,是下一代基础架构技术——“融合架构=硬件重构+软件定义”的重要组成,通过软件定义一切,将多元计算、不同存储介质和复杂网络架构统一的虚拟化,形成动态的资源池,同时具有完善的微服务化控制界面,可自动化的弹性资源调度和自适应编排,实现资源的高效流动。

具体到“一云多芯”方面,浪潮云海OS采用业界领先的架构,实现包括基础设施资源层、平台层、业务层的分层解耦:全栈CPU架构(X86ARMMIPSAlphaLoongArch)服务器兼容,主流存储厂商设备、主流SDN硬件以及主流安全厂商的全面开放兼容,全面纳管VmwarePower VMKVM等虚拟化平台。

除此之外,浪潮云海OS在云数智融合增强、平台极致可扩展性和领先的融合架构方面均处在领先的位置。

所谓实践出真知。近日,浪潮云海OS完成业界首个面向一云多芯场景的SPEC Cloud基准测试,在三种处理器节点混合部署集群测试中,相对可扩展性、平均实例配置时间等指标均达到全球领先水平,验证了云海OS在一云多芯场景下具备高效率、高性能和高扩展性,可实现跨架构资源池混合部署、架构感知适应性调度、应用负载实例快速配置与创建、高并发与负载均衡等,能够有效帮助企业级用户完成一云多芯资源统一管理、负载均衡调度、应用高效稳定运行和业务弹性扩展。

对此,浪潮数据云计算技术总监亓开元表示:“一云多芯的最终目标是支撑用户业务在不同架构处理器之间的低成本切换或者自由切换。因此,基于以系统为核心的设计模式,采用以场景驱动的‘硬件重构+软件定义’的融合架构,是数据中心建设的发展方向,场景驱动的软件定义,是实现一云多芯的核心。”

“通过这个测试,我们一来是借此推广上述一云多芯的核心理念,其次是希望通过这个测试能提供一个参考标准,让业内认为是可行的。“浪潮数据云计算方案总监刘健补充称。

实际的情况是,目前,浪潮云海OS服务全球10000+客户,拥有超过500+技术、方案和服务合作伙伴。

例如浪潮云海配合某国有大型银行进行了“一云多芯”的实践,使用多种芯片服务器和云海OS,完成了核心MPP数仓产品的认证测试并实现大规模生产系统应用。同时,针对大数据、消息中心、缓存系统等核心业务平台也全面开展了合作。

又如浪潮云海助力某省构建全国最大规模“一云多芯”云平台,覆盖近2000台、三种架构处理器的服务器,成为国内规模最大、芯片种类最多的省级政务云平台。全面集成基础软硬件、云平台、安全系统、运维管理系统、应用系统,形成大规模、统一纳管、统一监控、统一运维的云计算平台,累计完成104个业务系统迁移,以及4个公共应用系统的对接。

在我们看来,上述种种事实足以证明场景驱动的硬件重构+软件定义的“一云多芯”的技术方向的正确性及其给用户带来的价值。

三步走实现真正“一云多芯”,明天会更好

从上述我们看到,“一云多芯”已经不是一个简单的口号,而是实实在在云计算应用落地的解决方案,是构建我国IT产业新生态的关键路径。

俗话说:饭不是最后一口才吃饱的。“一云多芯”的发展也需要循序渐进。

为此,浪潮云海站在整个“一云多芯”产业发展的高度,制定了“有--优”三步走的战略来实现“一云多芯”的中长期目标。

具体表现在,第一阶段,混合部署、统一管理、统一视图。这一阶段核心在于解决“有”的问题。以云为入口,通过云操作系统实现异构处理器服务器的统一管理,覆盖国内外主流处理器,提供统一操作界面、操作方式及统一监控运维等,解决云资源池只能承载单一厂商或单一架构处理器的服务器而导致的应用无法跨架构部署、协同的问题。

第二阶段,业务牵引、分层解耦、架构升级。这一阶段核心是解决“好”的问题。在第一阶段的基础上,进一步实现应用的低成本跨架构切换。通过资源层、平台层和应用层的“分层解耦”设计,实现架构升级。在资源层面,通过跨平台的迁移实现应用跨架构快速部署。在平台层面,实现平台应用的跨架构混合部署,如数据库集群在一云多芯平台上实现跨架构的状态同步、数据同步,实现了多实例在不同处理器架构的服务器上的并行运行。在应用层面,可通过服务网格等技术实现应用的跨架构流量切分。

第三阶段,算力标准、全栈多芯、生态共建。这一阶段核心是解决“优”的问题。从业务连续性的维度,“一云多芯”的终极目标是实现应用与芯片架构的彻底解耦。这需要硬件、云以及应用等产业链上下游的共同协同,完善异构架构下有效算力的量化方法,以支持应用在不同架构处理器间的等价切换。共同推动应用与云基础设施的一云多芯相结合,打造垂直一体化方案,实现应用层面的跨架构无感知切换。在标准和测评方面,联合专业软件测评机构及产业链上下游生态,形成一云多芯行业标准。

对此,张东总结称,这三个阶段最后形成的不仅是浪潮云海自己的一个价值主张,而是包含了芯片厂商、整机厂商、云平台以及应用厂商,到客户应用,形成一套规范的标准,大家按照这一套标准规范来进行整个生态的构建,这个才是“一云多芯”的最终目标。

写在最后:纵观当下的“一云多芯”市场,百花齐放的同时,也不免泥沙俱下,而在我们看来,惟有遵从“以应用为导向、以系统为核心”的设计理念,秉承“分层解耦、开放标准”的“一云多芯”建设原则,才能加速IT产业生态的繁荣,真正实现“一云多芯”及其价值。

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