发展历史

在信创化浪潮中，虽然“一云多芯”作为一个新的技术名词频频出现在行业报告、产业宣传中，但是相信大部分读者对其了解不够深入。

一云多芯（Multi-arch Service）是指在同一云内可以提供基于鲲鹏、飞腾、海光、Intel、AMD 等多种不同CPU架构的物理服务器，提供满足不同应用改造和环境迁移需求的云计算、云存储和云网络能力。由于起步晚、技术来源多元，信创化、信息化体系将面临不同CPU架构物理服务器混合采购和使用的现状，一云多芯技术作为国内云计算的一个特色功能，收窄了信创应用适配N个操作系统与M个CPU架构的 N x M多选的困境，快速在产业侧完成了产品研发和行业侧的案例落地。

易捷行云EasyStack在2021年4月正式发布了一云多芯的产品。随着信通院作为工信部直属科研事业单位，开始组织产业单位编制《一云多“芯”标准体系》，标志着一云多芯已成为行业共识，正式进入国家标准化轨道。

必要性分析

一云多芯解决了信创高速发展过程中行业信创化的如下痛点：

• 选型之痛

  行业用户在国家和行业政策要求下进行应用信创化改造时，优先关注的应用系统依赖的技术路线的选型。关注短期快速应用迁移的倾向于X86路线的海光服务器，关注长期供应链案例的倾向于ARM路线的飞腾、鲲鹏服务器。一云多芯技术可提供多种技术路线并行的选项，可根据行业政策调整和行业应用的部署规模动态调整不同技术路线的算力规模。

• 采购之痛

  受起步较晚、出货量快速攀升、供应链不稳定的影响，不同CPU架构信创服务器和国产配件的采购价格也像过山车一样起伏，还不时受到断货的影响。对行业客户来说，采购发生时性价比较好的服务器供货存在不确定性，每个批次采购差别很大。一云多芯技术大大拓展了行业采购的兼容范围，减轻了硬件绑定和供货不稳定的风险，增强了行业采购部门的定价权。

• 研发之痛

  传统应用的信创化改造不是一蹴而就的短期项目，而是一个渐进的调整过程。

  一是应用改造的工作量较大，国家层面要求办公系统全面替换、管理系统应替尽替、生产系统能替就替，行业制定的替换规划通常也是到了十四五末；

  二是应用的信创化改造也不是Apple To Apple的等量替换，更多的场景是配合行业的数字化转型，引入大数据、人工智能、移动互联网等新兴技术，这必然要求应用开发模式的升级；

  三是信创服务器算力较弱，应用的分布式改造通过多实例并发来实现性能上的替代。一云多芯技术提供了多元算力能力，满足不同应用替换、升级场景下对多样化算力的需求。

• 过渡之痛

  在行业应用的信创化替代升级过程中，应用部署环境的多样化也是现实的需求，典型情况下数据库部署于物理服务器、中间件部署于虚拟机、前端部署于容器。一云多芯技术将多元算力融合于统一的网络、存储架构下，提供了裸金属、虚拟机、容器互联互通的应用平滑过渡环境。

• 运维之痛

  信创CPU、服务器、存储和网络设备处于高速迭代过程中，硬件的兼容性、可靠性、可维护性与传统硬件设备存在阶段性差距，加大了运维工作的复杂性和工作量。一云多芯技术对信创服务器进行了全面的监控，事前主动提醒硬件检修，事中主动屏蔽硬件故障，事后支持故障自愈，屏蔽了信创环境下频发的硬件问题，是信创环境运维的利器。

技术形态

一云多芯技术发展也经历了从多到一、从繁到简的过程。

• 阶段一：逻辑统一

  一云多芯刚起步时，云厂商尝试基于特定芯片的物理环境，将传统X86上的云软件（甚至只是虚拟化软件）向信创环境移植，形成一个芯一个云的测试环境。并基于云管理平台的多资源池纳管能力，将X86生产资源池与信创测试资源池形成逻辑上的统一管理。

  这个阶段的一云多芯只能实现管理界面上的统一，硬件、计算、存储和网络能力都是独立的，业务之间也是割裂的。

• 阶段二：嫁接方案

  云厂商尝试将不同架构芯片的服务器糅合到一个云管理平台上进行统一管理，受限于产品研发周期的局限，采用了不同程度的嫁接式方案：

  1）以指定架构的服务器作为云的控制平面，其它异构服务器只能作为计算、裸金属等有限角色；

  2）异构服务器采用“定制版”安装介质，功能上与X86版本有差距；

  3）安装配置异构服务器时使用脚本、命令行或其它依赖人工手段。

• 阶段三：产品级支持

  随着信创产业的快速迭代，主流云产品厂商陆续推出了产品级一云多芯能力。产品级方案与嫁接方案方面有了明显提升，具备了生产部署条件：

  1）不同架构的服务器可以混用架构，管理、网络、计算、存储等各类角色服务器都可以混用异构服务器；

  2）安装介质统一，不同芯片服务器上提供的服务能力相同；

  3）支持动态在存量云中增加一云多芯服务能力，安装过程界面化、自动化，支持在线扩容不同芯片架构的资源池，对存量业务没有影响。

成熟度指标

一云多芯服务的成熟度可以从以下指标进行度量。

• 安装
• 同源代码：1个安装包、1个部署工具、1种安装方式（图形）。
• 自动化部署
• 无需手动安装、无需命令行辅助、无需安装后配置调整。
• 运维
• 统一运维：1个管理门户、1套账户体系、1种使用体验；
• 服务自愈：全栈服务自愈，智能监控运维。
• 扩容
• 规模持续扩展：一键扩容计算节点、存储节点、计算存储节点等；
• 能力持续获取：一键获取新的产品能力，容器服务、裸金属服务、数据保护服务等。
• 迭代
• 同源代码：同一套代码，聚焦精力持续迭代、持续创新；
• 全栈滚动升级：云平台和产品能力均可独立升级迭代。
• 能力一致性
• 功能方面：功能清单一致；
• 性能方面：性能基线准确；
• 场景方面：场景覆盖完整。

• 应用场景

  一云多芯技术解决了信创技术路线繁杂对企业落地选型过程中的实际困难，在路线选型、平滑过渡、信息创新等应用场景中作用突出。

• 路线选型

  在多种芯片路线并存的现实情况下，企业单一选择特定技术路线风险很大。国内CPU芯片供货不稳定，信创服务器价格波动较大，服务器供应商可选来源少，采购成本高。一云多芯技术解决了路线选型的实际问题，硬件采购来源更广，每次采购可根据市场行情扩容成本最低的资源池，建设成本可控。

• 平滑过渡

  业务迁移改造成本高，选ARM路线部分业务改造不动，选C86路线后期有二次改造的风险，选龙芯性能不足。一云多芯技术允许业务应用X86资源与Arm资源基于业务情况按比例混合部署，业务迁移改造想基于哪个架构都可以，并支持在运行过程中动态不同架构资源池中的应用部署比例。

• 信息创新

  一云多芯提供了虚拟机、裸金属、容器等多元算力，为业务改造提供多样化的选项，为技术创新驱动的应用改造提供了更灵活的支撑能力。例如业务应用从X86向ARM迁移时会面临的类库适配的问题，使用ARM 容器技术将应用基于之前运行的操作系统整体打包成容器镜像就可以非常简便的解决；裸金属解决了信创服务器性能不足的问题，配合共享存储等技术可实现高性能数据库服务支撑能力。

客户价值

一云多芯技术为客户带来了异构兼容、降低消耗、简化运维、成本节约等实实在在的价值。

• 异构兼容

  实现多种芯片路线异构并存，屏蔽底层芯片差异化，降低了客户数据中心建设运维的难度和应用迁移改造的难度。

• 降低消耗

  使用一套云平台去管理不同CPU架构的计算资源池，减少了管理服务器的使用，使硬件资源更多用于业务支撑而非控制服务消耗，提升资源利用率。

• 简化运维

  通过部署架构、管理界面、账号体系的统一，实现统一管理、统一运维、统一运营，简化了日常运维工作，降低了云平台的管理成本。

• 成本节约

  一云多芯技术不仅实现了统一的资源调度，如存储和网络的统一编排调度，降低了运维成本，而且实现了同一控制平面对多种计算资源池的管理，节约了硬件采购成本，同时还方便了应用迁移改造上云，节约了研发成本。

行业实践

一云多芯技术发展时间不长，但却在金融、制造、能源等行业得到了快速应用。

• 金融研发测试云

  某证券公司建设了覆盖飞腾、鲲鹏、海光的研发测试环境，满足上层业务升级改造过程中对不同架构计算能力的需求，同时也作为服务器厂商入围框采的硬件可靠性验证环境。

• 央企信创云

  某央企早期采用飞腾技术路线完成了OA、邮件、网站等办公系统的信创化改造，在管理系统替换阶段需要扩容海光服务器能力，满足高性能财务系统上云的资源需求。

• 能源网级云

  某能源集团早期采购华为服务器组建网级云平台，第二年鲲鹏服务器涨价明显，因此只能降低鲲鹏服务器的比例，采购部分飞腾服务器，使用一云多芯完成云资源池的持续扩容。