便宜的云服务器

如业界报道,阿里云已经开启了云计算架构的变革,今年双11,在新一代神龙服务器的加持下,核心系统实现100%上云。双11再现黑科技,阿里云神龙解决计算机历史难题

关于神龙的消息铺天盖地,但神龙究竟为何物鲜有人知道。

计算机如果有灵魂,那应该是由人工智能之父阿兰图灵给予的。他在哲学意义上赋予了通用计算机的抽象定义,图灵本人写道:“电子计算机是为了执行任意特定的、依靠经验法则的处理过程,这些进程原本可以由人类以一种有规则但却笨拙的方式完成”。计算机的“骨架”,是由冯诺依曼搭建完成的,他不仅确定了计算机的体系结构,而且提出计算机应采用二进制编码,软件、硬件、底层都没有跳出他的指导框架。有骨有肉有灵魂的计算机甫一诞生,便掀起了人类科技革命的巨浪,深深地改变了人类社会的结构。双11再现黑科技,阿里云神龙解决计算机历史难题

几十年间,相对于信息科学的日新月异,其余的科技树生长得及其缓慢,很多技术并没有在二战之后的科技高度上再爬高多远。

当然,从基础理论上来说,信息科技发展到今天,人类仍然在这些巨人的指引下缓缓前行。但从软硬件技术上来看,人类有着长足的进步。人们毫不满足的追求着永无止境的强大算力以应对日趋海量的数据增长。这个过程是一个没有终结的螺旋式上升的过程,就如中国古话说的那样,这是一个道高一尺魔高一丈你追我赶的过程。历史上,数据基本上是通过手工产生。

随着计算机的产生,互联网的蓬勃发展、物联网的兴起,人类进入信息时代,数据的产生越来越自动化。比如在精细农业中,需要采集植物生长环境的温度、湿度、病虫害信息,对植物的生长进行精细的控制。因此我们在植物的生长环境中安装各种各样的传感器,自动地收集我们需要的信息。对环境的感知,是一种抽样的手段,抽样密度越高,越逼近真实情形。

如今,人类不再满足于得到部分信息,而是倾向于收集对象的全量信息,即将我们周围的一切数据化。因为有些数据如果丢失哪怕很小一部分,都有可能得出错误的结论,不如研究病毒的DNA片段,需要的是全量的信息。为了达到这个目的,传感器的使用量暴增。到2020年,全球传感器将达到1000亿之多。这些传感器全昼夜启动,将导致信息爆炸。不仅传感器是数据的生产工厂,人类本身更是一个大的数据生产中心。全球已经有30亿人连入互联网,每个人都是数据源,他们在智能终端拍照、录像、发微博、发微信,每天产生的都是一片数据海洋。

另外,人类的科研活动也进入了数据时代。例如在物理学领域,欧洲粒子物理研究所的大型强子对撞机,每秒产生的原始数据量高达40TB。人类的政府管理、企业管理领域也都进入了数据时代,例如在智慧城市的建设中,包括智能交通、智能家居、平安城市等,都会产生大量数据。一个普通城市的所有摄像头每分每秒产生的数据都是不可估量的。图灵奖获得者Jim Gray曾提出著名的“新摩尔定律”:每18个月全球新增信息量是计算机有史以来全部信息量的总和。

为了处理这些数据,自计算机产业诞生以来,人们从两方面提高算力。一方面是硬件方面,从电子管、晶体管、集成电路再到大规模集成电路。这些工程技术的急速改进,终于将我们带到了工程学的边界,同时也遭遇了物理学上的瓶颈。在成本在变得越来越高的同时,我们甚至无法确定我们最终是否有可能可以打破功率墙。硅谷创业教父 Steve Blank认为,行业的重点不应该是如何建造更快的芯片,而是如何创造性地利用好“已经拥有的 100 亿个晶体管”。双11再现黑科技,阿里云神龙解决计算机历史难题

图灵奖得主、加州伯克利大学计算机科学教授David Patterson曾表示:“随着摩尔定律的终结,为了获得更高性能的计算机,唯一方法就是改进计算机的设计或‘架构’。”这即是提高算力的第二种方式。阿里云在云计算上实现了David的论断。传统的数据处理方式已经落后,云计算走向了历史的舞台。

什么是云计算?刘鹏教授对云计算给出了长、短两种定义。长定义是:“云计算是一种商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上,使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和信息服务”。短定义是:“云计算是通过网络按需提供可动态伸缩的廉价计算服务”。

云计算带来了全新的算力获取方式,它将计算资源集中起来,并通过专门软件实现自动管理,无须人为参与。而计算的载体,也从如楼船一般的大型机,到快艇似的小型机,进化到如今万吨巨轮的云计算。不论运算载体如何变更,它们背后有同一个技术的身影,那就是“虚拟化”。简单理解,虚拟化技术就像变形金刚,把无数台计算机“组合”成一台超级计算机,或者把一台整计算机“切割”成无数小计算机。云计算底层的重要技术也不例外。按照正常的故事剧情发展下去,未来所有的应用都要跑在云上,国际知名研究机构 IDC 还为此发布了一份报告,预测2021年全球存储在公共云上的数据量将超过传统数据中心。

然而,云计算身上一直带有“伤痕”——经过虚拟化技术提供的计算力是“打折”的。摩尔定律失效阻碍了通用芯片的发展,基于GPU、FPGA、ASIC等新芯片的定制服务器成为潮流,传统的虚拟化技术难以跟随这些“非主流”硬件的步伐。上汽集团就曾希望用云计算来解决汽车仿真的大算力场景需求,但实测结果让公司大跌眼镜,虚拟化性能损失高达60%,最终不得不放弃计划。这样的例子比比皆是。

在互联网以及密集计算场景下,虚拟化技术带来的损耗问题越来越凸显,无数企业因此被挡在云计算的大门之外,眼看着新时代的浪潮即将奔流走远。这个巨大的伤痕,成为了云计算“房间里的大象”,人人都能看到它,却没人有能力除掉它。以至于到后来, 芯片厂商、虚拟化厂商、云厂商,整个产业链对此讳莫如深,从来没有人捅破这层窗户纸。尽管这些厂商都在试图尝试新的方法,例如英特尔等芯片商提供了硬件层面的支持,虚拟化软件技术本身也从Xen演进到了KVM,但由于软件厂商、硬件厂商、系统集成商各司其职,这种层层之间割裂的模式最终未能在根本上解决问题。一场云计算行业的创新迫在眉睫。直到阿里神龙架构的横空出世,解决了十几年来一直都存在性能和资源损耗的历史难题,成功治愈云计算的“阿克琉斯之踵”,它将为人类提供新的计算范式。双11再现黑科技,阿里云神龙解决计算机历史难题

黄河奔涌自西来,天门为此一撞开。阿里云在2017年正式推出神龙服务器,并为此研发了专用的芯片、定制的专用主板,开发了专用的MOC卡,甚至开发了整套配套的软件——从BIOS到应用层支撑软件,再到整体调度软件等一整套复杂的系统。通过软硬结合的方式攻克了业务应用上云之后虚拟化相关的性能开销问题。

神龙可以把物理机变得像虚拟机一样灵活。还可以使用弹性计算的OpenAPI直接去购买,直接去释放,而它的性能,比如性能关联的存储、网络,数据面全部进行加速,得到更高的性能、更低的资源利用率。这就是阿里云神龙一代的“裸金属服务器”。

此后,为了解决裸金属服务器和传统的虚拟机融合的问题,阿里推出了第二代神龙服务器,它做到了“一套软硬件,三种服务(裸金属服务器+虚拟机服务+容器)”,实现了“虚拟机性能接近裸金属”。并且,在这一代神龙架构上,阿里云实现了神龙架构的全组件“热升级”(FPGA毫秒级热升,业务零感知),大大加速神龙的迭代蜕变。

而这个蜕变很快就来临了,在一个月前的杭州云栖大会上,第三代神龙发布,完美支持底层神龙云的架构,性能、稳定性、安全性全面提升。经过实测,第三代神龙作为底层架构的云计算,绝大多数指标都优于传统架构的云计算。所有人都意识到,这是一个可怕的“新物种”。在历经软件虚拟化、通用硬件虚拟化、专用硬件芯片虚拟化三个阶段后,第三代神龙架构终于实现了裸金属服务器、ECS虚拟机等计算平台的架构统一,用户将得到更高性能、更稳定、更便宜的高质量弹性计算资源。三代神龙架构,生动诠释了阿里巴巴“需求迁移,技术驱动”的可持续发展理念。双11再现黑科技,阿里云神龙解决计算机历史难题

纵观全球,仅有亚马逊发布了类似的硬件虚拟化技术。他们的虚拟化架构叫做 Nitro。它和神龙二者虽有差异,但技术实现上殊途同归,即从过去相互独立的“标准硬件+分布式系统软件”向“软硬件融合”的架构转变。但比Nitro商业上领先一步的是,神龙已在各行各业大规模铺开。基于神龙架构的云服务已经成为行业算力的担当,它已经在淘宝、天猫、菜鸟等业务中大规模应用,更是吸引了上汽、吉利、旷视科技术等一大批拥趸。这次技术变革带来的影响正在迅速蔓延,全球云厂商都在跟进此技术路线,神龙架构将为所以未来全球服务器提供标准范式。如果全面铺展,省下的计算资源将是天文数字。

很多年以后,当我们站在信息计算发展长河的中游去回溯上游,神龙推出的三年将是这条长河里奔涌最欢快的一段,它撞开了前面的山隘,填平了面前的沟沟坎坎,头也不回地奔流而去。当目光向下游的未来望去,云计算将使得现在的IT设施云化,把整个IT设施从端到端的部件,变成归集在云端的基础设施。只有打下这个基础,才能实现万种数智场景毕归于云,如同过去每个工厂自己发电进化成今天完整的电网系统。神龙架构,将是整个“云王国”中最坚实的柱石。

本文:双11再现黑科技,阿里云神龙解决计算机历史难题,来源:科技汇谈。

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