平头哥半导体带你看懂倚天云实例 自研CPU倚天710已大规模应用
2022云栖大会上，阿里巴巴宣布自研cpu倚天710已大规模应用。
编解码场景实现80%的性价比提升，数据库场景、ai推理场景、大数据场景也都分别有着30%、70%、50%的性价比有效提升。
天猫双 11 核心交易系统平滑迁移至倚天 710 云实例，算力性价比提升30%；汇量科技广告推理业务使用倚天 710 云实例，性能和网络带宽双双提升，性价比提升 40% 以上。
今天就来说说，这些蹭蹭蹭的性价比提升，阿里云ecs倚天实例是怎么实现的呢？
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第一个秘密武器是平头哥自研的倚天芯片本身。
倚天710芯片采用无超线程的设计，让计算性能更高。
无超线程设计，是不是有点懵？我们先来了解一下计算机的“大脑”cpu芯片平时是怎么工作的。cpu里面有两个比较重要的分工：
❖
计算，主要cpu核里面的执行单元负责，数量越多往往算得越快，主频则是影响计算速度，越高算得越快；
❖
缓存，则是暂时存数据的歇脚点，比如说你要算a+b=？，就需要先把a和b暂时存着，等到算的时候才用上。
后来，技术人员发现，大部分情况，一个应用都用不完一整个物理核，导致cpu有很大一分部分是“闲置”的。
于是，就有厂商设计了超线程概念，也就是把一份物理核变成2个vcpu（虚拟cpu），就可以“同时”运行两个应用进程。传统架构的cpu就是这样。
这两个vcpu，因为是在共用一个物理核和缓存，就会导致来自不同vcpu的计算指令要排队被“计算”，同样的缓存里面等待的时候也是一样的。
这样导致的坏处是，因为相互争抢和影响，所以vcpu性能波动较为严重，单个进程也因为要排队，计算速度变慢。
无超线程的设计意味着ecs倚天实例采用的是独享物理核心方式，这可以让算力密集的计算指令不必排队、不必争抢，计算速度更快。
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倚天芯片的arm架构与生产工艺让功耗更小，运算速度更快、更稳定。
倚天处理器采用的是arm架构，采用更精简的指令集，本来功耗就比传统架构低，加上先进制程工艺，倚天710的功耗是主流架构的1/6，优势十分明显。
一般来说芯片制程越小，功耗越小，性能越高。
生产制程指的是芯片表面晶体管的尺寸，宽度越小电流通过时的损耗越小，功耗越小；更小尺寸也意味着在同等面积中可以塞入更多的晶体管，而作为运算芯片的基本组成部分，更多的晶体管数量显然能够提供更好的性能。
加更多的晶体管，要怎么加也是很有学问的。一般来说架构越新性能越高、能力也更丰富。倚天芯片采用的是最新的arm v9架构，比之前提供了更多执行单元，也增加安全性、机器学习等新能力。
除了算得快，倚天还功耗低，意味着成本低。功耗大不仅意味着成本，可能还会影响计算性能的平稳。传统cpu架构功耗大，导致计算负载过重时温度上升，为了避免高温造成的功能失效，会主动降低主频，进而影响了性能。倚天就没有任何降频问题。
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倚天云服务器性价比高的第二个秘密武器，就是阿里云的数据中心处理器，cipu。
cipu开创了不同的硬件架构，让服务器以cipu为中心。
cipu连接2颗或者更多倚天的芯片，让多个芯片共享一台服务器，这样降低了成本，使得倚天实例更有竞争力。
同时，各个倚天芯片在各自主板上，一旦某个零件出问题，不会影响同一个机器上的另一张芯片，会让产品更为稳定。这样的设计叫多单路的硬件机型设计。
双路设计，单个cpu损坏将波及同一主板的cpu
依靠cipu实现双单路设计，低成本+高可用
最后，cipu将虚拟化与io转发等数据面卸载到专用硬件上进行加速，消除了原来虚拟化损耗与性能争抢，并大幅加速了io，也会使得整体性能更高；vpc环境下支持弹性rdma加速能力，相比tcp时延降低70%以上。
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无超线程设计，是不是有点懵？我们先来了解一下计算机的“大脑”cpu芯片平时是怎么工作的。cpu里面有两个比较重要的分工：
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计算，主要cpu核里面的执行单元负责，数量越多往往算得越快，主频则是影响计算速度，越高算得越快；
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缓存，则是暂时存数据的歇脚点，比如说你要算a+b=？，就需要先把a和b暂时存着，等到算的时候才用上。
后来，技术人员发现，大部分情况，一个应用都用不完一整个物理核，导致cpu有很大一分部分是“闲置”的。
于是，就有厂商设计了超线程概念，也就是把一份物理核变成2个vcpu（虚拟cpu），就可以“同时”运行两个应用进程。传统架构的cpu就是这样。
这两个vcpu，因为是在共用一个物理核和缓存，就会导致来自不同vcpu的计算指令要排队被“计算”，同样的缓存里面等待的时候也是一样的。
这样导致的坏处是，因为相互争抢和影响，所以vcpu性能波动较为严重，单个进程也因为要排队，计算速度变慢。
无超线程的设计意味着ecs倚天实例采用的是独享物理核心方式，这可以让算力密集的计算指令不必排队、不必争抢，计算速度更快。
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倚天芯片的arm架构与生产工艺让功耗更小，运算速度更快、更稳定。
倚天处理器采用的是arm架构，采用更精简的指令集，本来功耗就比传统架构低，加上先进制程工艺，倚天710的功耗是主流架构的1/6，优势十分明显。
一般来说芯片制程越小，功耗越小，性能越高。
生产制程指的是芯片表面晶体管的尺寸，宽度越小电流通过时的损耗越小，功耗越小；更小尺寸也意味着在同等面积中可以塞入更多的晶体管，而作为运算芯片的基本组成部分，更多的晶体管数量显然能够提供更好的性能。
加更多的晶体管，要怎么加也是很有学问的。一般来说架构越新性能越高、能力也更丰富。倚天芯片采用的是最新的arm v9架构，比之前提供了更多执行单元，也增加安全性、机器学习等新能力。
除了算得快，倚天还功耗低，意味着成本低。功耗大不仅意味着成本，可能还会影响计算性能的平稳。传统cpu架构功耗大，导致计算负载过重时温度上升，为了避免高温造成的功能失效，会主动降低主频，进而影响了性能。倚天就没有任何降频问题。
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倚天云服务器性价比高的第二个秘密武器，就是阿里云的数据中心处理器，cipu。
cipu开创了不同的硬件架构，让服务器以cipu为中心。
cipu连接2颗或者更多倚天的芯片，让多个芯片共享一台服务器，这样降低了成本，使得倚天实例更有竞争力。
同时，各个倚天芯片在各自主板上，一旦某个零件出问题，不会影响同一个机器上的另一张芯片，会让产品更为稳定。这样的设计叫多单路的硬件机型设计。
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最后，cipu将虚拟化与io转发等数据面卸载到专用硬件上进行加速，消除了原来虚拟化损耗与性能争抢，并大幅加速了io，也会使得整体性能更高；vpc环境下支持弹性rdma加速能力，相比tcp时延降低70%以上。
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