商业计算2008：实用、风险与希望

如果从袋鼠——一个惯于喜新厌旧的技术观察者——的角度去看2008年的商业计算领域，得到的只能是悲观结论：全年都没有吸引眼球的概念和新技术的诞生，只能继续往年的话题。

但如果我们从实际应用的角度去看，2008年则是值得期待的一年，因为前几年热炒的虚拟技术、绿色数据中心、多核与并行计算，以及云计算等技术日趋产品化和方案化，均“已经”或“即将”不再只是媒体和厂商们的话题。因而 “实用”、“风险”与“希望”也将成为2008年的商业计算关键词。

Phase A 已到虚拟成熟时

回顾虚拟技术的热潮，不难发现从它诞生到真正广泛使用到商业中来，这一准备过程居然花了30多年。这一阶段的起始标志是1960年代IBM在大型机上开发出虚拟技术；结束标志则包括VMware轰动一时的IPO成绩单，以及2007年底四大主要商用操作系统厂商微软、甲骨文、红帽和Sun都宣布在核心产品中加入新的虚拟特性。

当人们享受着某项成功技术带来的便利时，往往忽略了达成这些成就所经历的过程，从零到成功之前的那一段通常被“前夜”或者“之前”一类的词语所概括。但实际上，这一阶段对几乎所有信息社会中的技术和产品都是极端重要的——用户和厂商通过这一阶段的互动来完善该产品和技术，直到成熟。

图注：1974年的虚拟技术模型与2007年VMware ESX虚拟技术示意

比较一下这些年虚拟技术的进展无疑很有趣。1974年，虚拟技术大师Gerald Popek和Robert Goldberg在定义虚拟机时说：“一个虚拟机必须是物理机器的单一副本，而且必须具备高效率”，而他们认为虚拟机管理软件（VMM）则具备三个本质特征，即必须给上层程序提供与物理机器完全相同的环境；上层软件运行在这些虚拟机中只有少量的速度损失；VMM必须完全控制系统资源。

对比上图的左边和右边，我们就能看出差异。从原理上看，1974年的VMM模型与今天的产品几乎一样，差别只在于VMM如今不再是只管理一个或少数几个虚拟机，而能同时管理数百甚至上千个虚拟机。

在袋鼠看来，无需再赘述在2008年使用虚拟技术的必要性——早在2006年袋鼠就认为虚拟技术在中国企业中将逐渐普及，不过现在看来当时的估计稍微有些乐观，校正到今年应该正好。

不过对于用户而言，虚拟技术的普及必将带来一种新风险——如何缴纳应用软件的授权费用？多核取代单核是CPU厂商和软件厂商们就曾为蛋糕怎么分配而吵吵嚷嚷，现在的情况更加复杂：除了多核，每个核心还能运行若干虚拟机，这叫用户怎么办？业界似乎存在两种意见，一种是按照一个虚拟机就是一个实际软件运行实体来收费，即用户运行多少个虚拟机，就要缴纳多少份授权费；另外一种是根据虚拟机的运行时间长短按照一定费率收取许可费用。如果是后一种方式得到业界认可，将能更快地加速虚拟技术的普及。

Phase B 绿色数据中心：渐行渐近

据统计，目前全球所有数据中心每年的耗电量已达到400亿千瓦时（不包括没有数据中心的那些中小企业IT设备耗电量，那一数字将更为庞大）。因而从2005年底Google首席工程师Luiz André Barroso在美国计算机学会上发表《性能的代价》一文以来，业界开始注意到这一问题的严重性，所谓绿色数据中心的潮流正因此而来。

但不管是IBM、HP、Sun这样的商业计算巨头各自提出的“绿色计算中心解决方案”如何花哨，或是Intel、AMD、微软、EMC、APC-MGE等推出的实际产品，都只是绿色数据中心的一角——不管是“黑箱子”、“蓝盒子”，还是 “绿软件”，都没有从根儿上实现环境、能源和效率的最佳博弈。从根本上看，绿色数据中心缺少的不是新技术、新产品，而是这些绿色产品的最佳组合，以便让用户有据可查。

而这一情况，将在2008年得到彻底改变。为何这么肯定？因为终于出现了里程碑式的样板工程。即将在4月份竣工的美国布莱恩特大学（位于Rhode岛）的数据中心就是一个典型。

这个名副其实的绿色数据中心特点是：能源来自太阳能与电力的混合供应，冷却系统完全使用“冬风”技术，自动化响应计算需求无需人工干预。太阳能自然不必说，其亮点在于全新的冷却系统和数据中心的无人值守。

所谓“冬风”是指冷却系统采用密闭的环状结构，其中注以低温度的液态或固态乙烯乙二醇，然后循环冷却。令乙烯乙二醇降温的不是压缩机，而是“冬天”。乙烯乙二醇在冬季的寒冷天气下放置在室外，直到温度足够低，然后一直被储存到夏季使用。使用这一技术将比传统的“水冷、风冷”系统节约30～40%的成本。

数据中心的无人值守当然不是完全没有人，而是说计算资源调配、电力、制冷、网络监控等过去需要人力调配的环节现在可以无人化——不过要实现这一点，需要采用包括IBM、APC-MGE、微软、Citrix和EMC等多家厂商的最新技术。

除了这个样板，IBM、Google和微软也都在今年拿出大手笔，各自斥资数千万美元关停老旧数据中心，并在新数据中心采用上述更加节能和环保的技术。可以断言，真正高能效、自动化和高安全性的绿色数据中心将在今年真正大行其道。

Phase C 风险：多核与并行计算的挑战

从英特尔放弃高时钟主频的发展方向以来，商业计算和嵌入式计算业界的处理器制造商都将研发方向调整到多核、多线程的CMP或SoC上来，但这样的发展模式是否就能说是高枕无忧？唯主频时代固然已经过去，而唯多核时代就是万事大吉么？

起码就目前来看，未来在多核的并行环境下存在如下挑战：

如何在高度并行的系统下简易地编写出高执行效率的程序？

如果未来要实现每处理器1000核，那么怎么实现MIPS/瓦特，MIPS/单位硅片面积，MIPS/开发成本的效率最优化？（是不是让人想起了现在的“闸极漏电”、“高频瓶颈”？）

为了提高编程效率，并行环境下的编程模式应该是“CPU核心数量”无关化，而且不再是现在的以硬件或应用为中心，而是以人为中心，问题是什么时候才能实现？

为了满足实际需求，编程模型还不得不广泛支持多种数据类型和并行模型（如任务级并行，字段级并行以及比特级并行）。

要适应并行环境，那么传统的操作系统将被解构，而函数库和虚拟机等功能将在新型操作系统中和谐共存。

为了更低成本和更快速的适应多核并行环境，需要使用更多基于FPGA（可编程门阵列）的系统仿真器（模拟器）。

Phase D 希望：云计算的未来

Cloud Computing，中文曰“云计算”，大有飘飘然神仙境的意蕴，想必当初翻译这个词的翻译颇通忽悠之要旨——从去年以来，各计算、存储、安全、网络厂商纷纷上阵，打出各自的“云计算”招牌——或天花乱坠，或云遮雾罩，但真能说明白云计算是什么，又能做什么的寥寥无几。

实际上，根据wiki百科的定义，所谓云计算是网格计算的一个子集，其目的和网格计算一样，为了实现效用计算和计算资源的最佳共享使用。

也就是说，云计算本身并不是某一种具体的技术或者产品，而是一种新的计算概念——正如分布式计算、效用计算、并行计算、网格计算一样。

云计算本质上就是分布式计算的一种，即让不同的计算设备同时帮助你进行运算，不管计算设备的多寡（10台，100台……），或者种类的差异（服务器、PC、笔记本、个人MID等），以及通过多少种网络彼此连接（Internet、GPRS、3G等），都能发挥最大化的计算效用。

云计算与网格计算的最大不同在于，网格计算更多着眼于组织内部计算资源的充分利用（如企业网格，教育网格），但往往受限于地域和通信标准。而云计算则突破了这一限制，无视操作系统、网络连接方式和通信标准。实际上，云计算之所以出现，也可说是深受SaaS潮流的影响。

纵观亚马逊的弹性计算云服务、IBM的“蓝云”、Sun的“Black Box”、Dell的“云计算”解决方案和HP的“Everything as a Service”方案，可以预见，未来业界发展云计算的道路将是殊途同归——以与用户无关的计算资源（正如拓扑图中用来代表Web网络的那朵云），提供用户定制的计算服务，其效果将辐射到个人娱乐、商业智能、社交网络、媒体出版等多个领域。