云基础设施自研，阿里云腾讯云华为云亮出啥高招？

作者：赵满满

校对：海   策

线上举行的华为云TechWave技术峰会已经持续了几个月的时间，从云基础实施、云数据库、云上大数据，到低代码开发平台、人工智能平台等新技术和新产品陆续亮相。

在针对每一类技术的专题日上，华为云尽情地展示着一系列自研的技术与产品。

自研正成为云服务商发展的核心武器。阿里云有神龙架构，华为云推出了应用到不同环境的擎天架构，腾讯云则有自研数据中心T-block产品家族和黑石系统。

庞大的需求、丰富的数据积累和应用场景、雄厚的财力、优秀的团队等是云服务商自研得以发展的基础。

自主创新是云计算的核心生命力。中国的云服务商，包括阿里云、腾讯云、天翼云、华为云、青云QingCloud等已经在云计算技术自研领域进行了广泛布局。

井喷的成果，正在树立起中国的优势。

1.云基础设施自研成为趋势

10多年前，当云计算刚兴起时，云服务商是如何搭建自己的数据中心的？云基础设施又来自哪儿？

当然是找专门的硬件、软件企业，集中采购服务器、存储、网络设备，以及虚拟化平台、数据库、开发平台等，构建起云服务商的基础设施。

但是，这种方式与云计算追求的持续降低成本和不断提高性能的诉求还是有一定的距离，因此，自研云基础设施成为云服务商的一个普遍做法。

现在，几乎所有的云服务商都有自己的自研路线，而云基础设施正成为自研的主攻方向。

甚至云服务商开始定制IT系统中最核心的部分CPU。AWS2018年发布了基于ARM架构的第一代服务器芯片Graviton，2019年发布了自研的第二代服务器芯片Graviton2。

华为则推出了鲲鹏920服务器芯片，也推出了基于鲲鹏920处理器的鲲鹏云服务器。华为昇腾则应用在AI领域。

阿里斥资千亿成立的“达摩院”推出的IoT芯片2018年的销量就超2亿片。自研NPU——含光800AI芯片，据称是当时全球最高性能的AI推理芯片，性能领先同等芯片十倍以上。

而在软件方面，数据库更是自研成果最多领域之一。

最近腾讯云自研分布式HTAP数据库TBase被欧洲航天局作为“GaiaMission”行星探索项目的核心数据库。TBase最近的重磅升级在多活分布式能力、性能、安全性、可维护性等多个关键领域得到全面的增强和升级，复杂查询的性能提升十倍以上。

腾讯云国产金融级自主可控数据库TDSQL，支撑着微众银行、华通银行、华夏银行、潍坊银行、内蒙金谷农商银行、北京人寿、爱心人寿等众多银行和保险公司的互联网核心生产系统。

阿里巴巴旗下的支付宝自主研发了金融级分布式关系数据库OceanBase，阿里云则推出了自研的数据库PolarDB。在全球权威TPC-C测试中，OceanBase拿下全球第一，每秒处理峰值再次刷新了自己创下的纪录。

最近华为云自研数据库产品GaussDB以统一的架构，支持关系型与非关系型的数据库引擎，衍生出了包括关系型和非关系型数据库、数据库工具类服务等众多数据库产品。

在关系型的数据库领域，华为云GaussDB(openGauss)基于openGauss生态持续发展。而GaussDB(forMySQL)则100%兼容MySQL等开放生态，便于应用迁移和开发，保护客户投资。

针对非关系型数据库领域，华为云推出GaussDBNoSQL多模融合技术，支持MongoDB、Cassandra、Redis、InfluxDB等主流NoSQL协议接口，具备多模数据管理能力。

选择别人的路，让别人没有路可走。这确实不是云服务商的本意，但是自研之路让传统的IT企业的发展开始受到影响，很多企业因为不是云原生，而开始处于竞争下风。

2.自有体系架构统领云基础设施自主创新

回到云基础设施的自研上。在云基础设施自主创新领域，排名靠前的云服务商，不管是AWS、微软、阿里云，还是谷歌云、腾讯云、华为云等都有自己的一套做法。建立一套自己体系架构，统领创新，是一个通用的做法。

神龙架构下的阿里云基础设施自主创新

阿里云在基础设施上推出了神龙架构，这是阿里云裸金属服务器创新的基础。

为什么推出神龙架构？当时业界普遍采用的虚拟化技术让云计算具备弹性等优势，但虚拟化的开销也会占用一部分机器的性能，造成了算力的极大浪费。

为了攻克了计算资源和性能损耗的“顽疾”，2017年10月，阿里云在全球率先推出了同时融合物理机和虚拟机特性的“跨界”云服务器——弹性裸金属服务器神龙X-Dragon，它采用了自主研发的虚拟化2.0技术，兼具“虚拟机的心脏”和“物理机的肌肉”，被认为是云计算领域的新物种。

2019年杭州云栖大会上，阿里云推出了第三代神龙架构，全面支持ECS虚拟机、裸金属、云原生容器等，在IOPS、PPS等方面提升5倍性能。在云原生场景下，高效调度和自动化弹性伸缩的容器化产品可帮助用户降低50%的计算成本，性能比物理机更优越。

7月中旬，阿里云推出了第三代神龙云服务器，相比与神龙二代，综合性能提升高达160%。

具体来看，第三代神龙云服务器产品家族提供了最多208核、最大6TB内存，云盘IOPS高达100万、网络转发高达2400万、网络带宽高达100G，均为全球最高性能水平，支持CPU、GPU、NPU、FPGA等多种计算形态，具备3分钟交付50万核vCPU的极速扩容能力。

腾讯云星星海兼具灵动与智慧

2019年腾讯云发布系列自研产品，就包括第四代数据中心T-block产品家族、第一款为云而生的自研服务器“星星海”等基础产品。

今年4月7日，腾讯云宣布成立“星星海实验室”，这是腾讯历史上首个硬件工程实验室，也是腾讯云面向产业互联网加速技术自研的重要战略。

据说，星星海取名自青海省果洛藏族自治州玛多星星海，以水为名，寓意灵动与智慧。据了解，星星海实验室将在云原生服务器技术方面开展专项研发，并广泛联合服务器产业生态伙伴，为客户提供更适配云计算场景的服务器方案。

深度自研“星星海”服务器，是腾讯第一款真正为云而生的服务器，针对云端的计算、存储、网络等场景做了重点优化，能够有效满足腾讯云98%的应用场景需求。

联合AMD，在其最新rome平台下深度定制CPU，星星海实现行业最优单核性能和最优单核TCO。和传统服务器相比，星星海统一的整机方案可以支持不同的CPU主机。

腾讯云首款星星海自研服务器

腾讯云也有自己的裸金属服务器——黑石服务器。最新推出全新升级的新一代黑石物理服务器，应用腾讯云最新的“硬件卸载”虚拟化处理方式，将⽹络虚拟化和存储虚拟化下沉至智能网卡中实现，把物理服务器的计算资源无损耗地提供给用户。

自研的腾讯第四代数据中心T-block产品家族的优势就是让用户能够以搭积木的方式，快速实现全数据中心的模块化配置及建设。

T-block显著地减少了建设周期施工和成本；由于率先在行业内采用更高效率的制冷和供配电架构，系统能源使用效率得到有效提升；T-block家族中的典型产品MiniT-block则更加轻量化，对场地的要求更低，企业可以像使用U盘一样可以“即插即用”，大幅降低了数据中心的准入门槛和投入成本。

腾讯智维对数据中心进行智能运维管理，以及基于腾讯觅踪实现智能安防，助力企业在全面提高数据中心运行效率及运行可靠性的同时降低成本投入。

华为擎天架构打造“黑土地”

擎天架构由华为历时八年打造，从2012年启动预研，2014年构建软硬协同系统，到2017年应用于华为云。

基于擎天架构的云基础设施，实现了全场景的极致体验与生态，为客户提供最优算力、极致效能、稳定可靠的云。

在华为云TechWave基础设施日上，华为云推出华为云擎天架构全球独家的KYON企业级云网络解决方案、云原生技术平台Vessel、昇腾AI视频转码、新一代极速型SSD云硬盘等五大新品。

其中，KYON企业级云网络解决方案打造极简高速上云之路；云原生技术平台为用户提供高可靠、高性能、开放、易用的云原生技术平台；国内首发的计算实例新模式——竞享实例，为离线转码、离线渲染、基因测序及Web应用等场景提供强有力的高性价比算力；昇腾AI视频转码解决方案，编解码场景性价比提升最高可达75%；新一代极速型SSD云硬盘相比上一代超高IO产品性能提升3倍以上。

此外，华为云解读了华为云擎天架构四大黑科技，包括：擎天卡承载了存储、网络、管控等功能，带来低至10μs网络时延、100μs存储时延等强劲性能；擎天虚拟化在主机侧通过“极简”的Hypervisor将虚拟化的开销降至最低；华为下一代RDMA网络技术CurreNET，实现极低网络时延，支撑100倍组网规模提升；基于擎天架构将实现“零感知”数据加密，实现主机安全启动，确保主机“零篡改”。

3.云原生重构云基础设施

中国软件网认为，从不同云服务商的自研来看，云服务商的自主创新呈现以下诸多特点：

一是从体系架构层级解决云计算面临的成本和性能挑战。近年来，随着云计算应用规模进一步扩大，产业互联网业务复杂场景对云计算软硬件技术协同以及云原生技术能力要求逐步提升。

与之对应的是，传统计算、存储、网络系统逐渐表现出机型功能复杂、创新节奏慢、成本压力大、应用周期长等局限性，难以完全满足云计算数据中心场景下对超大规模、需求多样、高性价比、安全可靠以及软硬件一体化等方面的要求。

因此，云服务商从体系架构的层级，如阿里提出神龙、华为提出擎天等，规划基础设施的创新，在节约成本的前提下，性能得到了大幅提升。

第二，云原生重构云计算的基础设施。不管是在云服务器、存储、网络，还是虚拟化、裸金属容器等，自研的自主创新都立足于云原生，满足云计算的实际需求。

云原生所倡导的容器、微服务、DevOps等技术成就了软件与服务业，云原生的硬件CloudNativeHardware即软硬件一体化技术，一方面，云厂商将会积极参与到从系统到芯片层面的深度定制；另一方面，硬件厂商则会投入更大的热情去理解云计算，根据软件的需求不断演进。

CloudNative Hardware将极大提升云计算的性能、提高资源利用率，最终为开发者提供稳定、更具性价比的服务。

从最早单一的通用计算，到推出异构计算与高性能计算产品，再到今天的一系列新品，随着云计算往纵深方向发展，软硬一体和云原生将成为云计算技术架构的主流，并广泛联合产业生态伙伴，为客户提供更适配云计算场景的基础设施方案。

第三，自研范畴不断扩大。从云基础设施自研开始，云服务商的自研已经在服务器、数据中心，以及专有云、数据库、中间件、云存储等云端软件层面，并向虚拟化、容器技术、中间件、数据库、大数据、AI、IoT、应用开发平台、低代码开发平台等延伸，广泛云计算技术自研战略布局。

自研是云服务商自主创新的根本，解决用户的需求是基本诉求，同时也是让自己的发展之路越走越宽、越来稳！