华为云Stack作为华为云在政企市场的解决方案，是政企客户智能升级的首选平台。随着政企客户数字化的不断深入，业务需求也由单一的X86架构变为多元化，上云要求也随之变的复杂，这给华为云Stack也带来了很多不一样的挑战和新问题。

以泛政府客户为例，客户会将 协同办公 OA系统、电子公文等非涉密系统部署在电子政务外网上，采用传统虚拟机、物理机部署方式，基础IaaS即可满足业务部署需求。因此，IaaS云平台向下需屏蔽不同CPU架构的硬件差异，向上需提供服务化的算力模型封装，把算力相关的存储、网络、操作系统、监控运维等以服务化的方式提供。所以IaaS云平台支持不同的CPU架构，解决“一云多芯”问题，是最基础的能力要求。基于此，容器、大数据、中间件、 数据库 等更多云服务，均可以在IaaS云平台上为客户提供，最终华为云Stack为客户构建一朵多元算力的全栈云方案。

一、不同CPU架构的特点分析

目前主流的新创CPU架构有以下几个：

考虑到各CPU架构的成熟度和性能，我们以鲲鹏、海光、飞腾作为华为云Stack支持CPU的首选。这些CPU架构又有各自的技术特点：

1、鲲鹏

CPU核心通过环形架构互联，通过扩展计算单元数量来支持众核架构，Die内均等内存和IO访问能力。

2、海光

CPU核心通过Die之间互联架构来连接，一个CPU有4个Die或者2个Die，一个Die固定有2个计算单元，一个计算单元内有4个海光核。

3、飞腾

Die之间通过2D Mesh方式互联，一个CPU支持8个Die，一个Die与两个或者三个Die以2D Mesh方式互联。

二、华为云Stack技术方案特点

根据上述不同CPU架构特点，华为云Stack采用：CPU架构混合部署、亲和性部署方案，来应对“一云多芯”现象；同时，华为云Stack还有全栈创新的软硬件，为政企客户提供坚实的基础。

1、不同CPU架构混合部署

面对不同CPU架构的不同特点，华为云Stack进行混合部署。可以理解为把数个杂乱无序的商品，整齐陈列到便利店中，所有品类都能放到便利店中、同类商品统一陈列、特殊商品也有自己的位置。有算力需求时，就如同用户走入便利店，能快速、高效的找到想要的东西。

具体混合部署方式如下：

（1） 华为云Stack支持多个CPU架构在一朵云上共存。客户可以按照自己的业务诉求，管控硬件资源和业务环境，实现高效管理。

（2） 把相同CPU架构，放入对应的资源池中。比如把Intel CPU和海光CPU、鲲鹏CPU和飞腾CPU，分别放入x86和ARM资源池中。对于那些没有使用特殊指令的应用，可在不同厂商CPU之间流动，可高效管控资源池，提高资源池利用效率，减少资源碎片。

（3） 业务 镜像 仅按照操作系统区分，不区分CPU架构，如果操作系统可兼容不同的CPU架构，可在同资源池内复用。

（4） 对于有特殊指令诉求的业务负载，可通过规则中参数来指定业务放置在哪里。比如指定x86-虚拟机-规格，就会在Intel CPU服务器或者海光CPU服务器上选定一个地方放置。

2、考虑不同CPU架构之间的差异，支持亲和性部署

想象下你有几个编制不同、演奏方式不同的乐队，为了每次收到新的曲子，都能最快的编排出来，你需要提前收集这几个乐队的架构、声部、主要领队人等等，把这些信息登记在册。之后再收到新的曲子，只需查阅之前的记录，就可以实现人员的精准分工了。

亲和性部署，就是把不同的CPU架构差异，记录在数据库表中，收到新的算力需求时，实现调度匹配。

    华为云Stack部署业务的步骤可以参考以下逻辑：

（1） 获取CPU topo，包括Socket、Die架构、计算单元、核心、超线程的关系。支持鲲鹏，intel，海光，飞腾CPU

（2） 获取的CPU topo在系统中保存

（3） 按照调度算法放置不同的业务负载

（4） 用户可按照CPU topo的形态呈现现有CPU架构，剩余CPU资源，已经使用的CPU资源

华为云Stack部署业务的算法基本原则如下，可以供业界同学参考学习

（1） 按照numa距离总量最小的组合，选择Die

（2） 在die内先填满一个计算单元，再填满另一个计算单元

（3） 使用局部最优悲观算法来考虑碎片问题

%2) 如果要使用的资源可被一个计算单元整除，优先以计算单元为单位填满碎片，如若还有剩余，用碎片填满

%2) 如果要使用的资源不可被一个计算单元整除，优先用碎片填满

3、全栈可信的云：覆盖处理器、服务器、存储、数据库、操作系统、云平台全栈创新

    华为云Stack软硬件均自主创新，包括鲲鹏CPU、还包括昇腾AI处理器、存储控制器、网络控制器、服务器管理。也包括上面的服务器、集中式和分布式存储、交换机、路由器、防火墙等设备。华为掌握鲲鹏ARM、openEuler(开源)、openGauss(开源)等三大根技术，可为有全栈云诉求的政企客户提供安全可靠的云底座平台。

随着政企客户上云诉求的增多，华为云Stack也面临着不同的挑战。我们充分考虑到客户目前拥有不同CPU架构的现实，通过分析主流CPU架构的技术特点，一方面全面支持一云多芯的设备能力；另一方面，通过硬件到软件的全栈云方案，为政务客户提供可信场景下，智能升级首选方案。为政企客户的全面云化打造了一个坚实有力、稳定可靠的上云基座。