秒懂：阿里云服务器自研CIPU架构，技术优势及使用场景全解析
阿里云服务器自研CIPU架构是新一代云计算架构的核心组件，CIPU架构通过软硬件协同设计，从根本上解决了传统以CPU为中心的计算体系架构所面临的性能瓶颈和虚拟化损耗问题。目前第9代和8代云服务器ECS采用CIPU架构，如通用性g9i、g8a、g8i、g8ae，计算型c9i及c8a等均采用该架构。阿里云服务器网aliyunfuwuqi.com整理阿里云官网关于CIPU架构的详细介绍：
自研CIPU架构介绍
CIPU架构，即Cloud Infrastructure Processing Unit，CIPU的设计理念是将数据中心从传统的以CPU为中心的架构转变为以CIPU为核心的新型架构，从而实现虚拟化零损耗、极致性能和高安全性：
- 虚拟化零损耗：通过硬件加速技术，显著降低虚拟化过程中的性能损耗。
- 极致性能：提供超高IO性能，支持大规模分布式计算场景。
- 高安全性：通过芯片级安全加固，确保数据传输和存储的安全性。
采用CIPU架构的云服务器ECS实例规格
目前阿里云服务器ECS第九代和第八代均采用最新的自研CIPU架构：
- 通用型实例规格族g9i
- 通用型实例规格族g8a
- 通用型实例规格族g8i
- 通用平衡增强型实例规格族g8ae
- 计算型实例规格族c9i
- 计算型实例规格族c8a
- 计算型实例规格族c8i
- 计算平衡增强型实例规格族c8ae
- 内存型实例规格族r9i
- 内存型实例规格族r8a
- 内存型实例规格族r8i
- 内存平衡增强型实例规格族r8ae
- 高主频计算型实例规格族hfc8i
- 高主频通用型实例规格族hfg8i
- 高主频内存型实例规格族hfr8i
- 存储增强通用型实例规格族g8ise
- GPU计算型弹性裸金属服务器实例规格族ebmgn7ex
- 计算型弹性裸金属服务器实例规格族ebmc8y
- 计算型弹性裸金属服务器实例规格族ebmc8i
- 通用型弹性裸金属服务器实例规格族ebmg8y
- 通用型弹性裸金属服务器实例规格族ebmg8i
- 内存型弹性裸金属服务器实例规格族ebmr8y
CIPU的核心功能
CIPU的主要目标是优化云计算环境中的计算、存储和网络资源的调度与管理，满足高性能与低延迟的需求。CIPU核心功能如下：
- 向下：快速云化数据中心的计算、存储和网络资源，并进行硬件加速。
- 向上：接入飞天云操作系统，通过软件定义的方式实现弹性多租户的安全隔离、稳定性、性能优化和成本控制。
CIPU在云计算架构中的作用
CIPU结合飞天云计算操作系统，构建了全新的云计算架构，其在计算虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化均有应用：
计算虚拟化
- CIPU通过Dragonfly Hypervisor提供硬件级安全隔离，确保不同租户之间的计算资源严格隔离。
- 在虚拟化过程中，基于CPU厂商提供的硬件辅助虚拟化能力（如Intel VT-x和EPT），CIPU实现了vCPU的状态隔离和内存访问控制，避免了虚拟机之间的干扰。
存储虚拟化
- CIPU通过硬件卸载技术加速存储操作，显著提升存储性能。
- 针对云盘和本地盘，CIPU提供了虚拟机粒度的IO通道隔离和QoS（服务质量）保障，确保每个虚拟机都能获得稳定的存储性能。
网络虚拟化
- CIPU支持虚拟机粒度的网络带宽和PPS（每秒包数）QoS隔离，确保不同虚拟网络（VPC）之间的通信完全隔离。
- 通过增强型融合网络（如双上联100GbE网络和弹性RDMA技术），CIPU实现了超低延迟（5微秒）和高吞吐量的网络性能。
CIPU的技术优势
CIPU架构的技术优势主要体现在性能、安全和成本优势：
性能优势
- 存储性能：支持高达300万IOPS的存储IO能力和4000万PPS的网络IO能力，满足高性能计算需求。
- 启动速度：容器沙箱引擎可在50毫秒内极速启动链路，单台裸金属系统支持多达2000个容器实例。
- 网络延迟：通过硬件加速的弹性RDMA技术，网络延迟降低至5微秒。
安全优势
- 芯片级加密：CIPU内置高速存储和网络数据加密模块，确保数据在传输和存储过程中的安全性。
- 硬件可信根：提供硬件级安全可信根，支持本地盘数据全量加密，防止数据泄露。
成本优势
- 资源利用率：通过池化和统一调度管理，最大化利用数据中心的物理资源，降低客户的总体拥有成本（TCO）。
- 弹性扩展：支持分钟级资源弹性扩展，帮助客户按需使用资源，避免资源浪费。
- 可领代金券 aliyun.club 免费领取阿里云上云补贴，包括代金券和折扣券。
CIPU架构应用场景
CIPU架构广泛应用于阿里云的核心产品和服务中，如大规模分布式计算、AI训练与推理、存算分离架构和云原生应用：
大规模分布式计算
在阿里巴巴核心系统的双十一场景中，CIPU支撑了54.4万笔/秒的流量洪峰和970PB的日数据处理量，刷新了世界纪录。
AI训练与推理
CIPU为AI模型训练和推理提供了高效的计算资源调度和存储加速能力，支持千亿级别网页处理和数千万核小时的3D渲染任务。
存算分离架构
CIPU通过硬件加速的存算分离架构，提供高性能云盘和存储服务，满足多元化数据计算需求。
云原生应用
在云原生一体化大数据平台中，CIPU为容器化应用提供了极速启动链路和高密度的容器部署能力，助力企业快速开发和部署大模型应用。
阿里云服务器ECS支持多种实例规格，均采用自研CIPU架构，详细参考不同ECS实例规格对照表：https://t.aliyun.com/U/mVfVW4