百度林仕鼎
今天,我們會發現,整個計算的重心正在從桌面系統轉向數據中心。這樣的轉變意味著什么?它又會連帶引發什么樣的變革?在第五屆中國云計算大會上,百度大數據首席架構師林仕鼎作了題為《應用驅動的數據中心計算》的精彩演講,為我們揭開了答案。
“30年PC時代已終結。新時代,是一個以數據中心計算為特征的時代,整個數據中心就是一臺計算機。”林仕鼎的深刻認識燃起了聽眾的熱情。
也正因為如此,在林仕鼎看來,計算范式發生了變化,系統所面臨的環境與設計目標、設計理念亦產生了變革。
計算范式之變
據林仕鼎介紹,在桌面系統中,由底層到上層可分為Architecture(架構)、BIOS、Kernel(核心如linux)和Applications(應用),而在數據中心計算中,相應地變為了Fabric (體系結構)、Host(主宿操作系統) OS、Infrastructure(大規模分布式基礎架構),以及Services/Tasks s(服務/任務)。
從桌面系統到數據中心技術
計算范式的變化帶來了兩大觀念上的改變:從單機計算追求0 Bug,轉變到對錯誤有一定容忍度;從追求完全的正確性,轉變到追求精確度,如90%。
“在單機設計理念中,因為只有一臺機器,壞了就沒了,系統一定是越可靠越好。所以,在設計時,要在系統里面加很多冗余信息和校驗邏輯,這樣在出現錯誤后還可恢復。”林仕鼎表示,“而在數據中心計算中,主要是分布式系統,可同時調度非常多的設備,所以它能夠容忍任意一臺設備出現問題。這使得兩者在系統設計上擁有很多差異。”
而從追求正確性到追求精確度,與大數據的思想——從追求因果性轉變為追求相關性——一脈相承。這也使得現在很多服務不依靠人工制定的規則,而依靠概率模型來得出相關結果。
環境與設計目標之變
由于整個計算重心發生轉移,計算所面臨的環境和系統設計目標也必然需要發生改變。“在單機計算環境中,主要的應用場景是單用戶多任務,而在數據中心計算中,則是多用戶單任務。”林仕鼎表示,這種變化使得系統設計思路亦發生改變,如需要更多地考慮并行性問題。
百度自主研發的SSD就是一個很好的例子。在傳統的SSD架構中,是由一個總的SSD控制器來控制下面的Flash存儲單元,這樣的優勢是黑箱化、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。而百度根據應用需求,取消了SSD架構中的寫緩沖、擦寫平衡等復雜邏輯,大幅簡化SSD控制器的設計。通過將一個大的SSD劃分為N個單元,每個單元都有獨立的控制器和存儲單元,這些信息和控制接口暴露給上層存儲系統后,形成了多個管道,并行讀取、存儲效率可以大幅提升。
此外,林仕鼎還表示,除了應用場景不同外,對規模、成本、交互時間的要求也在發生變化。
設計理念之變
“從單機計算到數據中心計算,還推動了設計理念的變革。”林仕鼎表示,理念上的變革包括,系統透明性不再成為美德,層次化開始向豎井式演進,軟硬件系統向應用驅動和軟件定義的方式發展。例如,百度在設計硬盤系統時,去除RAID,暴露裸盤等都是這些理念轉變的重要體現。
林仕鼎最后還在會上分享了云時代的硬件設計原則——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,盡可能收集數據。
(會場人山人海)
中國云計算大會被譽為中國云計算領域的頂尖盛會,吸引了眾多院士、協會專家等學術界頂尖人士,以及相關領域的著名公司高管與會。該大會由工業和信息化部、國家發改委、科學技術部、北京市人民政府、中國科學技術協會指導,中國電子學會主辦。本屆云計算大會邀請了中國云計算技術與產業聯盟理事長、中國電子學會名譽理事長、原信息產業部部長吳基傳,中國電子學會理事長、陜西省省長婁勤儉,工業和信息化部副部長劉利華,北航校長、中國科學院院士懷進鵬,國防科技大學校長、中國科學院院士楊學軍,交大副校長、中科院院士梅宏,中國科學院院士李未,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、電信運營商、微軟、英特爾等產業界大佬參會。