财经365（www.caijing365.com）11月13日讯：人类对于计算的梦想，像一条河。涓涓细流，奔腾入海。
计算的载体，从楼船一般的大型机，到快艇似的小型机，到如今万吨巨轮的云计算，我们的武器如史诗般演化，但背后却有同一个技术的身影，那就是“虚拟化”。
简单理解，虚拟化技术就像变形金刚，把无数台计算机“组合”成一台超级计算机，或者把一台整计算机“切割”成无数小计算机。1962 年诞生的人类第一台超级计算机 Atlas，就用了名为 Supervisor 的虚拟化组件来管理物理主机资源。如今最先进的生产力——云计算，底层的重要技术也是“虚拟化”。
按照正常的故事剧情发展下去，未来云计算会成为人类应用的底座，就像我们熟悉的水电一样。但是，事情并不那么简单。
云计算带有一道“伤痕”——经过虚拟化技术提供的计算力是“打折”的。
世界因此徘徊不前：上汽集团曾希望用云计算来解决汽车仿真的大算力场景需求，但实测结果让公司大跌眼镜，虚拟化性能损失高达60%，最终不得不忍痛放弃计划。
类似的例子比比皆是，而且越是密集计算的场景，虚拟化带来的损耗问题越明显，无数企业因此被挡在云计算的大门之外，眼看着新时代的浪潮奔流走远。
这个巨大的伤痕，成为了云计算“房间里的大象”，人人都能看到它，却没人有能力除掉它。以至于到后来， 芯片厂商、虚拟化厂商、云厂商，整个产业链对此讳莫如深，从来没有人捅破这层窗户纸。
今天的故事，就从这里开始。
（一）
2016年底，阿里巴巴几十位技术“长老”围坐在会议室里。
这是每年一度阿里巴巴的丰收仪式——“双11”复盘会。这一年，双11当天成交额创下了1682亿的纪录，淘宝天猫的后台像一部硕大而精密的数字机器，没有一个零件掉链子。阿里云费了九牛二虎之力，将虚拟化性能损耗降到了当时业界的最低值，大家脸上自然洋溢着轻松和笑意。
轮到行癫发言。
所有人都把目光投向他。在大家心里，这个阿里巴巴集团首席技术官（CTO）有两个特色：“善于拿捏理想和现实的技术信徒”+“爱曝金句的耿直 Boy”。
行癫的套路是这样的：每年双11，他一边波澜不惊，一边启发大家构想出一些宏大的技术方向，足够整个阿里巴巴集团接下来奋斗一整年，今年也不例外。我们要定义哪些是核心问题，然后根本性地解决它。比如，虚拟化损耗问题就是之一。我们的目标很简单，必须想办法把损耗降到“0”。
行癫对满屋子人说。
会议室里的这些技术宅听完差点一口老血喷出来。阿里巴巴过去二十年虽然逆天，但我们已经膨胀到想要挑战几十年来的行业潜规则了么？故事讲到这里，需要先按一下暂停键。中哥强势插入给你科普一下：云计算的性能损耗究竟是怎么来的？
你肯定熟悉你自己的电脑。如果你把你家的计算机想象成一块蛋糕。那么，云计算就是一块“双层蛋糕”。双层蛋糕的下面一层是无数台和你家电脑一样的物理机，上面一层是无数虚拟机。
你去购买云计算，买的可不是下面的物理机，而是上面的虚拟机。
这样对你来说其实更舒爽：比如你今天需要一台阿里云的4核8G的服务器，明天需要一台8核16G的服务器，不用重新攒电脑，只要轻轻点一个按键，你的虚拟机就自动变大了。至于下面的物理机怎么调度，那不是你的事儿，是阿里云的事儿。
而把物理机变成虚拟机的这个技术，就是“虚拟化”。
好，重点来了：“虚拟化”的舒爽不是白白得来的，它的代价就是性能损耗。
举个例子：假设你是厂长，工厂流水线上有104个工人，你一个人管不过来104人，他们经常上班摸鱼。于是你从中选出8个小组长，每个小组长管12名工人。这样一来，生产秩序加强了，但是有8个本来能干活的人做了管理工作——原来绝对生产力是104分，现在只剩下96分了。
在这个例子里，我们就说“虚拟化的性能损耗大概是8%”。
同样，在2017年，云计算的性能损耗也差不多在这个量级。粗略地说：104个CPU放在一起，要有8个CPU做“管理”，剩下96个才是干活的。你算算，这个损耗也是8%。
用初物理知识想想也知道，虚拟化性能损耗这件事儿，是天经地义的。最多只能无限降低，不能消失。
好，科普完毕，我们回到双11复盘会上。
行癫提的目标很美好，让CPU全部用于真正的计算。如果成功把虚拟化损耗降下来，绝对是云计算历史上的大功一件，那些企业上云最后的顾虑也将烟消云散。但这个技术难度，似乎不亚于证明“哥德巴赫猜想”。。。
围坐的人里，有一个人心里“咯噔”一下——因为这是他的职责范围。
此人名叫旭卿，阿里云弹性计算的技术负责人，听到行癫“点将”，按捺不住内心的激动。因为这也是他团队一直想做的事情，只是如何实现，还拿捏不准。
当然，过去几年，世界主流的云计算玩家都在试图通过各种“补丁方案”降低资源损耗，阿里云也没闲着。2015年，阿里云的底层虚拟化技术架构被更换掉（从 Xen 到 KVM），虚拟化的开销从极端场景的超过一半，降低到了平均10%的水平。2016年，阿里云越来越稳定，用户也开始迅速超过百万。但在当时的虚拟化架构路线上，这10%的“硬核开销”基本上属于奥特曼消灭不了的小怪兽。
那次会议结束后，阿里云副总裁李津就拉着旭卿团队促膝长谈，他们追踪到了一个行业真相：过去芯片商、硬件商、虚拟化软件厂商等几乎所有的角色一如既往地扮演好自己的角色，按照各自的进化逻辑和速度演进，他们之间的配合就成了“三不管地带”——虚拟化损耗被视作必然。
在计算力规模较小的时候这不会被当做是个大问题，然而放在数百万台规模的云计算时代，这个损耗才异常可观。
李津和旭卿一致认为，事到如今，再研究“补丁方案”肯定没戏，必须在计算体系结构上做创新：以往的解决路线都是让虚拟化软件去迁就CPU的特性，好比是让管理学符合流水线工人，明摆着强扭的瓜不甜。而阿里云的新计划则是让“上帝的归上帝，凯撒的归凯撒”：新造出一个带有智能芯片的专用板卡负责虚拟化调度，从而把那些CPU解救出来。
也就是说不从原来的工人里选拔小组长，而是阿里巴巴自己研制一个“专业组长”，直接空降管理104个工人，这样104个人不就都可以全力干活了么？
看完方案之后，大家眼珠一转，技术构想很NB，没意见。但问题有两个：第一、做芯片，做板卡，这可都是门槛极高的硬件设计。第二、举头望去，就连世界公认的云计算领头羊，亚马逊 AWS，也没听说有这么激进的“硬件计划”。
看这意思，整套事情玩下来，难度不亚于两万五千里长征，未来一年团队可要生死未卜咯。
