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云计算发展三问

2013-05-15北京邮电大学阚凯力

江苏通信 2013年1期
关键词:摩尔定律计算能力光纤

北京邮电大学阚凯力

自从“云计算”的说法开始流行以来,对它的感觉一直是“云里雾里”。一方面听一些人说“云计算是人类的未来”,另一方面又听另一些人说“云计算什么都不是”(The cloud is nothing)。

因此,一直想弄明白的第一个问题就是:云计算到底是什么?对于这一点,好在有基本一致的答案:云计算就是把计算(数据的存储和处理)不在用户自己的计算机上进行,而是通过网络,放到遥远的(天晓得在哪里的)“云”上。

那么,第二个问题就是,云计算是这几年才有的,还是一直都存在?例如,互联网搜索服务,已经至少用了十几年,它是不是云计算?

很明显,几乎任何用户的计算机都不具备在浩瀚无垠的互联网上搜索的能力。而且,如果仅仅为自己的使用而进行搜索,也是对于用户计算机资源的极大浪费。于是,搜索就成为一种专门的服务,使用专门的计算与存储,而几乎所有用户都无一例外地通过通信网络来共享这种服务。所以按照上面的定义,搜索就应该属于“云计算”,只不过一直没有被这样称呼而已。

接下来的第三个问题就是,既然云计算已经存在多年,为什么直到今天才被提出来,并且被如此“热炒”?

对于计算机,我应该算是接触比较早的。上个世纪70年代,我国国内基本上还没有见过计算机,而我1979年公派到斯坦福大学留学,第一个学期就要用计算机做作业,其难度可想而知。当时的计算机是集中共享的模式:学校有一个占据几百平米的特大型主机,而我们用的,不过是在外面房间里的一个个终端(屏幕和键盘)而已。每个学生一周有若干小时的机时,如果用完了,就只有凌晨二点钟以后再去排队。每次排队可以有半个小时的上机时间,用完了只有重新再排。教授们好一些,可以把终端连到办公室里,但也只有科研经费充裕的教授们才有这一“特权”。

两年后我开始读博士时,这种情况开始发生了变化:教授和学生们开始使用自己的“个人电脑”(即PC —personal computer)了,大公司里也开始每个人配备一个PC了。为什么?教授说,这是因为摩尔定律,每十八个月计算机的性价比可以翻一番。这就使计算资源廉价而丰富,而通信容量则仍然是昂贵而稀缺。所以,大家就多用计算(每人一台),而节约使用通信能力。于是“合久必分”,计算中心就变成千千万万个PC了。记得在当时的博士课程里,有各种五花八门的“信息压缩”内容。这也是为了多用一些便宜的计算能力,而节约一些昂贵而稀缺的通信容量。

我国云计算的发展,就像网络电话等新技术的发展一样,有赖于大环境的根本性变化。

但是,这一状况仅仅维持了十年左右。随着光通信技术的发展,电信业不但迎来了自己的“摩尔定律”,而且还大大超过了计算机—光通信的性能不需要十八个月,而是每九个月就翻一番(一些文献甚至说六个月翻一番)。如此一来,进入21世纪,网络的通信容量就不但不稀缺,而且随着光纤价格自由落体式的直线下降,全世界电信运营商的光缆里,绝大部分光纤都“黑”在那里。即使“点亮”了的光纤,其利用率也严重不足:实际传输的流量,往往比其理论容量低几个数量级(而不是低百分之几十或低几倍)。如此一来,为了节约成本,人们必然要开始节约使用相对昂贵的计算资源,而大量使用严重过剩的通信容量了。

除了通信成本以外,计算成本的变化是“分久必合”的又一个原因。随着互联网应用的迅速发展,这些应用的复杂性和对计算能力的要求也在急剧上升。这些越来越复杂的应用,不但使使用者经常需要硬件和软件的升级换代,而且使这些应用的提供者的计算成本不断攀升并由此不堪重负。换句话说,在通信成本急剧下降的同时,计算能力的成本在急剧上升。由此,人们就必然想到,要通过网络来集中共享计算能力,而“云计算”的提法也就应运而生了。于是,留给每个用户电脑的任务,就又开始主要是用户界面(屏幕和键盘)了。

总之,以上这二种原因,都是通信与计算这两种资源的成本变化:在20世纪80-90年代,计算能力廉价而通信容量昂贵,就由集中共享的计算中心走到了高度分散的PC时代;进入21世纪以来,通信容量的严重过剩与计算能力的相对昂贵,就又由高度分散的PC时代重新走回集中与共享—“云计算”。

由此回到最开始的问题:云计算到底是什么?它不过是随着科学技术的发展,一个小小的经济现象。“云计算= 计算机+ 互联网”,如此而已。

当然,从“合久必分”重新走回“分久必合”并不是历史的简单重复或倒退。廉价而充裕的网络通信能力,使全球的互联网资源和计算能力可以高度共享,并集中起来解决今天几乎无法想象的难题。

一百多年来,我们已经看到,工业技术革命实现了人手的工具化。从这个意义上可以说,计算机的根本意义就在于实现了人脑的工具化。同理,我们可以说,建筑在互联网基础之上的云计算,其意义就在于开始实现人类社会的网络化。由此可以说,其深远意义难以估量。

至于对中国云计算的看法,我并不乐观。

首先,由以上分析,云计算的发展有赖于通信网络:其容量必须是高度可获得(highly available),并极度价格低廉。但是,我国的通信网络都在国有电信运营商手里。在目前的体制下,他们的任务是“保值增值”、“做大做强”。为此,它们宁肯让光纤黑在地下,也未必肯低价提供给社会。因此,我国发展云计算的前提条件就不存在。

第二,因为我国对于互联网的种种限制,所以互联网应用的发展,在总体上远远落后于西方,尤其是美国。在这种情况下,即使云计算发展起来了,做什么用,也是一个大问题。

因此,我国云计算的发展,就像网络电话等新技术的发展一样,有赖于大环境的根本性变化。对此,我充满期待。

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