百度林仕鼎

今天，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，整個(gè)計(jì)算的重心正在從桌面系統(tǒng)轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)中心。這樣的轉(zhuǎn)變意味著什么？它又會(huì)連帶引發(fā)什么樣的變革？在第五屆中國云計(jì)算大會(huì)上，百度大數(shù)據(jù)首席架構(gòu)師林仕鼎作了題為《應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)中心計(jì)算》的精彩演講，為我們揭開了答案。

“30年P(guān)C時(shí)代已終結(jié)。新時(shí)代，是一個(gè)以數(shù)據(jù)中心計(jì)算為特征的時(shí)代，整個(gè)數(shù)據(jù)中心就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。”林仕鼎的深刻認(rèn)識(shí)燃起了聽眾的熱情。

也正因?yàn)槿绱耍诹质硕磥恚?jì)算范式發(fā)生了變化，系統(tǒng)所面臨的環(huán)境與設(shè)計(jì)目標(biāo)、設(shè)計(jì)理念亦產(chǎn)生了變革。

計(jì)算范式之變

據(jù)林仕鼎介紹，在桌面系統(tǒng)中，由底層到上層可分為Architecture(架構(gòu))、BIOS、Kernel(核心如linux)和Applications(應(yīng)用)，而在數(shù)據(jù)中心計(jì)算中，相應(yīng)地變?yōu)榱薋abric (體系結(jié)構(gòu))、Host(主宿操作系統(tǒng)) OS、Infrastructure(大規(guī)模分布式基礎(chǔ)架構(gòu))，以及Services/Tasks s(服務(wù)/任務(wù))。

從桌面系統(tǒng)到數(shù)據(jù)中心技術(shù)

計(jì)算范式的變化帶來了兩大觀念上的改變：從單機(jī)計(jì)算追求0 Bug，轉(zhuǎn)變到對(duì)錯(cuò)誤有一定容忍度;從追求完全的正確性，轉(zhuǎn)變到追求精確度，如90%。

“在單機(jī)設(shè)計(jì)理念中，因?yàn)橹挥幸慌_(tái)機(jī)器，壞了就沒了，系統(tǒng)一定是越可靠越好。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)，要在系統(tǒng)里面加很多冗余信息和校驗(yàn)邏輯，這樣在出現(xiàn)錯(cuò)誤后還可恢復(fù)。”林仕鼎表示，“而在數(shù)據(jù)中心計(jì)算中，主要是分布式系統(tǒng)，可同時(shí)調(diào)度非常多的設(shè)備，所以它能夠容忍任意一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)問題。這使得兩者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上擁有很多差異。”

而從追求正確性到追求精確度，與大數(shù)據(jù)的思想——從追求因果性轉(zhuǎn)變?yōu)樽非笙嚓P(guān)性——一脈相承。這也使得現(xiàn)在很多服務(wù)不依靠人工制定的規(guī)則，而依靠概率模型來得出相關(guān)結(jié)果。

環(huán)境與設(shè)計(jì)目標(biāo)之變

由于整個(gè)計(jì)算重心發(fā)生轉(zhuǎn)移，計(jì)算所面臨的環(huán)境和系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)也必然需要發(fā)生改變。“在單機(jī)計(jì)算環(huán)境中，主要的應(yīng)用場(chǎng)景是單用戶多任務(wù)，而在數(shù)據(jù)中心計(jì)算中，則是多用戶單任務(wù)。”林仕鼎表示，這種變化使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路亦發(fā)生改變，如需要更多地考慮并行性問題。

百度自主研發(fā)的SSD就是一個(gè)很好的例子。在傳統(tǒng)的SSD架構(gòu)中，是由一個(gè)總的SSD控制器來控制下面的Flash存儲(chǔ)單元，這樣的優(yōu)勢(shì)是黑箱化、層次化，不利之處是SSD往往讀取較快，寫入較慢，容易形成瓶頸。而百度根據(jù)應(yīng)用需求，取消了SSD架構(gòu)中的寫緩沖、擦寫平衡等復(fù)雜邏輯，大幅簡化SSD控制器的設(shè)計(jì)。通過將一個(gè)大的SSD劃分為N個(gè)單元，每個(gè)單元都有獨(dú)立的控制器和存儲(chǔ)單元，這些信息和控制接口暴露給上層存儲(chǔ)系統(tǒng)后，形成了多個(gè)管道，并行讀取、存儲(chǔ)效率可以大幅提升。

此外，林仕鼎還表示，除了應(yīng)用場(chǎng)景不同外，對(duì)規(guī)模、成本、交互時(shí)間的要求也在發(fā)生變化。

設(shè)計(jì)理念之變

“從單機(jī)計(jì)算到數(shù)據(jù)中心計(jì)算，還推動(dòng)了設(shè)計(jì)理念的變革。”林仕鼎表示，理念上的變革包括，系統(tǒng)透明性不再成為美德，層次化開始向豎井式演進(jìn)，軟硬件系統(tǒng)向應(yīng)用驅(qū)動(dòng)和軟件定義的方式發(fā)展。例如，百度在設(shè)計(jì)硬盤系統(tǒng)時(shí)，去除RAID，暴露裸盤等都是這些理念轉(zhuǎn)變的重要體現(xiàn)。

林仕鼎最后還在會(huì)上分享了云時(shí)代的硬件設(shè)計(jì)原則——簡化和硬件可編程。在簡化方面需做的有：剝離控制邏輯，盡可能在更大的范圍共享一切部件、邏輯，要更關(guān)注可控性。在硬件可編程方面需做的有：暴露一切接口，盡可能收集數(shù)據(jù)。

(會(huì)場(chǎng)人山人海)

中國云計(jì)算大會(huì)被譽(yù)為中國云計(jì)算領(lǐng)域的頂尖盛會(huì)，吸引了眾多院士、協(xié)會(huì)專家等學(xué)術(shù)界頂尖人士，以及相關(guān)領(lǐng)域的著名公司高管與會(huì)。該大會(huì)由工業(yè)和信息化部、國家發(fā)改委、科學(xué)技術(shù)部、北京市人民政府、中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)指導(dǎo)，中國電子學(xué)會(huì)主辦。本屆云計(jì)算大會(huì)邀請(qǐng)了中國云計(jì)算技術(shù)與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長、中國電子學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長、原信息產(chǎn)業(yè)部部長吳基傳，中國電子學(xué)會(huì)理事長、陜西省省長婁勤儉，工業(yè)和信息化部副部長劉利華，北航校長、中國科學(xué)院院士懷進(jìn)鵬，國防科技大學(xué)校長、中國科學(xué)院院士楊學(xué)軍，交大副校長、中科院院士梅宏，中國科學(xué)院院士李未，中國工程院院士李德毅、倪光南、高文、李蘭娟、李伯虎，以及來自百度、阿里巴巴、騰訊、雅虎、電信運(yùn)營商、微軟、英特爾等產(chǎn)業(yè)界大佬參會(huì)。