信创,这两年已经不是什么新鲜词了,随着29号文、79号文的实施落地,信创产品加速从党政走向八大关基行业。
八大行业中,金融、教育、电信、石油等企业步伐更大,很多企业已经从窗口业务、日常办公这类轻量应用场景,到企业云、数据库这类核心业务场景全面替换。信创体系根源在CPU,目前兆芯、龙芯、海光、飞腾、鲲鹏等国产处理器,在性能方面基本都完成了追赶,市场空间颇大。
但当国产CPU深入到核心业务场景,也会出现一些实际问题。
比如选型难度高,多种芯片技术路线并存,应用场景复杂;迁移难度大,从国外计算平台迁移应用到信创平台,工作量巨大、且复杂度高;技术路线多,软硬件生态适配不成熟,稳定性不确定等等。
面对着几家技术路线各不相同的国产CPU产品,信创替换选型要注意哪些事情?其实主要从三大维度评估。
维度一:看处理器性能发挥场景
目前国产处理器性能追赶进度较快,好一点的像是海光,性能已经和国际主流水平一致;龙芯,性能也做到了和三年前的Intel酷睿产品相近。
不过在产品选型的时候,也不能迷信纸面性能参数,实际性能发挥还需要看业务场景的具体需求。因指令集结构差异,几家国产处理器擅长应对的计算场景也不一样。
比如ARM架构作为精简指令集,最大特点是指令长度固定,指令格式种类少,但优势在于寄存器数量多,在多核协同的场景发挥不错。因此鲲鹏、飞腾等ARM芯片,常用堆砌核心的方式提升性能表现,在多线程任务中表现良好,但是在需要单核主频的场景下就比较一般了。
像是分布式数据库应用,处理器的主频起决定性作用,影响着数据库操作的运算快慢,ARM芯片的单核频率较低,容易跑不满性能,所以并不合适。但如果说,在移动终端、穿戴设备这类需要低能耗多线程的计算场景,ARM芯片会发挥的更好。
在国产处理器选型时,第一步还是要明确要用在哪,因地制宜才能发挥出芯片的全部性能。
维度二:看国产处理器和过往系统适配程度
需要明确的一点,目前信创替代,并不是指着把已有的国外计算平台全部废弃,另起炉灶,这样替换成本过于高昂。最好的替代方案,在于最大化的继承基于x86的基础设施和应用,最大程度上避免浪费,同时规避风险。
目前多数的信创替换项目,主要在于将原有x86应用系统进行分布式改造,逐步迁移到国产化平台上,其中国产处理器发挥的是提供核心系统下移的容器平台、微服务支撑平台和云平台的技术底座。
在替换过程中,核心业务系统的稳定性、安全性,是重中之重。应用闪退、崩溃等情况,常见原因即是在编译适配过程出现问题。同时,重新编译还会造成计算性能的下降。因此,在选型中注意国产处理器和过往系统的适配程度,也是需要思考的维度。
选择与x86兼容不佳的处理器,一是会存在大量的转译、重写工作,工作量巨大;二是迁移过程中易出现不兼容问题,降低业务系统稳定性;三是会损失大量性能,有些CPU产品纸面参数宣传的很好,实际使用中根本跑不满,原因即是在兼容过程中掉了性能;四是也会浪费过往计算平台的资源,造成成本提升。
从这个维度来看,国产处理器里面,首先兆芯、海光会比较合适,原因是他俩都是走兼容x86路线的,与以往x86平台天生适配;其次,龙芯基于LoongArch指令集,在转译层下了很大功夫,对x86兼容性尚可;鲲鹏、飞腾等ARM架构,与x86兼容就稍微差点了,不支持原子化,并且缺失一些指令集,编译工具的效率也不高,不过在一些云原生、移动终端服务场景会比较合适。
维度三:看产品迭代发展前景
除了从技术层面考量,选择国产CPU时也要考虑产品迭代发展前景。因为数据中心、核心业务机房基本上使用寿命都在5年,当下的信创替换不止要考虑满足业务场景的需求,还要为未来部署升级留出弹性空间。
试想,全面替换成信创产品之后,5年后再想升级性能,发现厂商并没有推出迭代新品,再想换计算平台架构,将面临着成本更高、迁移更难的问题。
目前六家厂商,“几家欢喜几家愁”:龙芯这几年对LoongArch指令集不断拓展丰富,制造工艺用上Chiplet技术后,迭代频繁,性能进步速度很快;兆芯、海光迭代也很顺畅,基本每一两年就有新品推出,且每次都有性能突破;飞腾、鲲鹏因ARM不再授权,自研迭代架构则会面临侵权问题,已经三四年没有过新品了。
总之,信创选型不但要考虑性能与生态,还要考虑当下和未来。
在国芯潮流下,选择计算平台的因素会更复杂,需综合衡量芯片生态、性能,及厂商的长期发展性。合理的选型评估,才能让计算平台信创转型跑的又快又稳。