摘要：華為云Stack如何在不同CPU架構下，構建信創云平臺多元算力的全堆疊解決方案？本文將為你具體闡釋，
本文分享自華為云社區《從“一云多芯”支持，看多元算力的全堆疊云方案》，作者：徐安 華為云Stack資深架構師，
背景
華為云Stack作為華為云在政企市場的品牌，是政企客戶智能升級的首選平臺，隨著政企客戶數字化的不斷深入，上云要求越來越多，給華為云Stack也帶來了很多不一樣的挑戰和新問題，
分析來看，目前從宏觀上看，中美技術對抗的大背景下，IT安全越來越引起國家重視，信創產業由此產生，通俗來講，信創產業就是在核心芯片、基礎硬體、作業系統、中間件、云等領域實作國產替代，發展預計將按照：黨政等封閉市場、重點行業市場（如電信、軌交、電力等）、消費市場，三步進行，政企客戶，即為目前的首要市場，
從微觀上看，政企客戶上云趨勢是：會將協同辦公OA系統、電子公文等非涉密系統部署在電子政務外網上，采用傳統虛擬機、物理機部署方式，基礎IaaS即可滿足業務部署需求，未來，也會有大資料、資料庫、容器、AI等高階訴求，把信創云平臺作為政務第二平面來構建，
因此在這個前提下，IaaS云平臺向下需屏蔽不同CPU架構的硬體差異，向上需提供服務化的算力模型封裝，把算力相關的存盤、網路、作業系統、監控運維等以服務化的方式提供，所以IaaS云平臺支持不同信創行業的CPU架構，解決“一云多芯”問題，是最基礎的能力要求，
針對“一云多芯”的解決辦法
一、不同CPU架構的特點分析
目前主流的新創CPU架構有以下幾個：
考慮到各CPU架構的成熟度和性能，我們以鯤鵬、海光、飛騰作為華為云Stack支持信創CPU的首選，這些CPU架構又有各自的技術特點：
1、鯤鵬
CPU核心通過環形架構互聯，通過擴展計算單元數量來支持眾核架構，采用7nm工藝，Die內均等記憶體和IO訪問能力，
2、海光
CPU核心通過Die之間互聯架構來連接，采用12nm工藝，一個CPU有4個Die或者2個Die，一個Die固定有2個計算單元，一個計算單元內有4個海光核，
3、飛騰
Die之間通過2D Mesh方式互聯，一個CPU支持8個Die，一個Die與兩個或者三個Die以2D Mesh方式互聯，
二、華為云Stack技術方案特點
根據上述不同CPU架構特點，華為云Stack采用：CPU架構混合部署、親和性部署方案，來應對“一云多芯”現象；同時，華為云Stack還有全堆疊可控的軟硬體，為政企客戶提供的堅實的云底座基礎，
1、不同CPU架構混合部署
面對不同CPU架構的不同特點，華為云Stack進行混合部署，可以理解為把數個雜亂無序的商品，整齊陳列到一個陳列整齊的便利店中，所有品類都能放到便利店中、同類商品統一陳列、特殊商品也有自己的位置，有算力需求時，就如同用戶走入便利店，能快速、高效的找到想要的東西，
具體混合部署方式如下：
（1） 華為云Stack支持多個CPU架構在一朵云上共存，客戶可以按照自己的業務訴求，管控硬體資源和業務環境，實作高效管理，
支持的CPU架構：Intel CPU服務器、海光CPU服務器、鯤鵬CPU服務器、飛騰CPU服務器在一朵云內共存，高效管理，用戶按照自己的業務訴求管控硬體資源和業務環境
（2） 把相同CPU架構，放入對應的資源池中，比如把Intel CPU和海光CPU、鯤鵬CPU和飛騰CPU，分別放入x86和ARM資源池中，對于那些沒有使用特殊指令的應用，可在不同廠商CPU之間流動，可高效管控資源池，提高資源池利用效率，減少資源碎片，
（3） 業務鏡像僅按照作業系統區分，不區分CPU架構，如果作業系統可兼容不同的CPU架構，可在同資源池內復用，
（4） 對于有特殊指令訴求的業務負載，可通過規則中引數來指定業務放置在哪里，比如指定x86-虛擬機-規格，就會在Intel CPU服務器或者海光CPU服務器上選定一個地方放置，
2、考慮不同CPU架構之間的差異，支持親和性部署
想象下你有幾個編制不同、演奏方式不同的樂隊，為了每次收到新的曲子，都能最快的編排出來，你需要提前收集這幾個樂隊的架構、聲部、主要領隊人等等，把這些資訊登記在冊，之后再收到新的曲子，只需查閱之前的記錄，就可以實作人員的精準分工了，
親和性部署，就是把不同的CPU架構差異，記錄在資料庫表中，收到新的算力需求時，實作調度匹配，
華為云Stack部署業務的步驟如下：
（1） 獲取CPU topo，包括Socket、Die架構、計算單元、核心、超執行緒的關系，支持鯤鵬，intel，海光，飛騰CPU
（2） 獲取的CPU topo在系統中保存
（3） 按照調度演算法放置不同的業務負載
（4） 用戶可按照CPU topo的形態呈現現有CPU架構，剩余CPU資源，已經使用的CPU資源
華為云Stack部署業務的演算法基本原則是：
（1） 按照numa距離總量最小的組合，選擇Die
（2） 在die內先填滿一個計算單元，再填滿另一個計算單元
（3） 使用區域最優悲觀演算法來考慮碎片問題
- 如果要使用的資源可被一個計算單元整除，優先以計算單元為單位填滿碎片，如若還有剩余，用碎片填滿
- 如果要使用的資源不可被一個計算單元整除，優先用碎片填滿
3、全堆疊可控：覆寫芯片、服務器、存盤、資料庫、作業系統、云平臺全堆疊可控
華為云Stack軟硬體均自主可控，包括鯤鵬920高性能CPU、還包括昇騰310/910、AI芯片、Hi181x存盤控制器芯片、Hi182x網路控制器芯片、Hi171x服務器管理芯片，也包括上面的服務器、集中式和分布式存盤、交換機、路由器、防火墻等設備，華為掌握鯤鵬ARM、openEuler(開源)、openGauss(開源)等三大根技術，可為有全堆疊云信創訴求的政企客戶提供安全可靠的云底座平臺，
寫在最后
隨著政企客戶信創產業的發展，政企客戶對上云的訴求的增多，華為云Stack也面臨著不同的挑戰越來越多，我們華為云Stack充分考慮到客戶目前擁有不同CPU架構的現實，通過分析主流CPU架構的技術特點，一方面全面支持一云多芯的設備能力；另一方面，通過硬體到軟體的全堆疊可控云信創方案，為政務客戶提供可信場景下，智能升級首選方案，為政企客戶的全面云化打造了一個堅實有力的底座，
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