一文了解什么是一云多芯及其应用场景、面临挑战

伴随着中国提速科技创新的步伐和算力需求日渐加大，中国信息化厂商的创新布局开始瞄准“一云多芯”。业内人士介绍称，一云多芯是用一套云操作系统来管理不同架构的硬件服务器集群，可以支持多种类型的芯片，解决不同类型芯片共存所带来的多云管理问题。

什么是一云多芯？

所谓一云多芯是指用一套云操作系统来管理不同架构的硬件服务器集群，飞天云操作系统可以将服务器芯片等硬件封装成标准算力，无论底层是X86与ARM的并存、ARM不同厂商架构间并存、亦或是计算节点与存储节点不同芯片架构并存，都能给客户提供体验一致的云计算服务。简单来说，就是从根本上解决不同类型芯片共存所带来的多云管理问题，真正形成一朵云，最大限度利用云上资源池的强大算力。

一云多芯主要适用的场景有如下两个：

新建云平台时为了满足合规要求，企业进行强管控规避与单一芯片进行绑定，需要在单机房使用两种及以上类型芯片，或一云多Region下主Region和单元Region使用不同类型芯片；

已有云平台扩容，满足业务规模增长或新业务上云的需求，需要在云平台扩容新的产品，或者已有的云产品进行扩容，无论是新增产品还是已有产品扩容都可以使用不同芯片；扩容另外一个单元Region与已有云平台形成多Region架构，或者容灾AZ与已有云平台形成同城容灾架构，都支持使用不同的芯片。

一云多芯提供哪些能力？

针对客户不同的业务场景，以不同粒度（产品单集群、产品多集群、AZ、Region、云）划分不同层次的混部能力，提供一云多芯的全栈混合云产品，在功能、性能、可靠性、安全性等使用体验一致的前提下，释放异构多元算力。

在单机房场景中，支持从产品间、产品集群内、产品多集群的混布。

1.产品间混布：一朵云内，可支持将不同产品部署在不同的芯片上，例如根据业务需求可以在OSS和RDS等云产品上分别部署不同类型芯片；

2.多集群混布：一个产品如果有多个集群，可支持不同集群部署在不同的芯片上，用户使用/创建资源时可以选择不同的芯片集群；

3.集群内混布：集群内支持部署在不同的芯片上，由系统自动调度，租户无需感知硬件类型，更易于管理或者业务扩容。

在多机房场景中，针对典型的一云多Region场景和同城容灾场景提供支撑。

1.多Region混部：主Region和单元Region选择不同的芯片进行部署，适合在多个地区有分公司的集团型或大型企业；

2.多可用区混部：多个可用区支持使用不同芯片建设，组建同城容灾混部，每个可用区可以部署一种芯片，是业界首家实现一云多Region的多集群的复杂场景的混布。

除混布能力外，对于一云多芯的云平台来讲，环境底层硬件、上层操作系统和软件都是异构多样化的，期间任何一个环节的细小问题，都可能影响一云多芯生产环境使用，如何做到正确识别、有效管理，进而达成高效协同是相当大的挑战。为了寻求在稳定性与性能间的最佳平衡，阿里云混合云团队坚持从底层到上层的各项功能调试优化，专业保障前期验证适配工作，使生产环境可以快速就绪。

“一云多芯”落地仍存多方面挑战

在信息技术应用创新的部署落地过程中，政企用户遇到了所谓的“兼容”难题，在信息化体系中，负责统一集纳管理各个层级的往往是基础架构层的云平台，云计算对芯片、操作系统、各种技术栈的支持能力决定了一个创新项目能否顺利部署。

可以看到，“一云多芯”作为IT产业链承上启下的关键环节，向下可以纳管和兼容底层各种芯片、操作系统、各类资源，向上可以适配各类云原生应用和软件，其可满足用户算力多样化需求，并有效规避算力孤岛，逐步实现从算力的并存到算力的统一。

近期，浪潮云海OS完成了业界首个“一云多芯”SPEC Cloud基准测试。浪潮数据董事长张东在接受中新财经记者采访时称，截至2021年5月，国内AI芯片行业的企业数量就已超过3000家。同时，全球科技巨头出于成本、效率、业务拓展等方面的种种考虑，也纷纷自研芯片。

张东直言，由此可见，从需求供给两端来看，“一云多芯”已经逐渐成为未来云计算平台的一种“刚需”，是未来云计算平台的核心能力之一，其不仅是芯与云的融合，更是“平台+生态”的协同。

虽然“一云多芯”目标明确，但在产业落地过程中仍存在多方面挑战。张东认为，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。

比如，一个应用需要同时适配多个指令集和操作系统的问题仍然很严重。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，以“以应用为导向，以系统为核心”构建新一代产业生态。“一云多芯”是就是这种理念的具体体现。

其次是缺乏统一的“一云多芯”建设标准、规范。算力标准化是产业的愿景，因此基于“一云多芯”打造的算力平台需要标准化、统一化、服务化。各厂商因技术能力差别导致理解和落地模式均有所不同。

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。

张东表示，“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，基于以系统设计为核心的思维，采用以场景驱动的“硬件重构+软件定义”的融合架构，是数据中心体系结构的发展方向。

在他看来，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”的建设原则，通过“一云多芯”的聚力效应，与产业链各环节高效协同，激发上下游的创新活力，推动整个IT生态的建设与繁荣。

来源： 云布道师、中国新闻网