中云網(wǎng) 訊 2012年10月29日，《中國云·移動互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新大獎賽決賽頒獎典禮暨創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)論壇》在北航舉行。會上，中國云產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)席理事長，中國科學院院士、北航懷進鵬校長做主題報告。他表示在大數(shù)據(jù)時代面臨三大挑戰(zhàn)：1.軟件和數(shù)據(jù)處理能力。2.資源和共享管理的挑戰(zhàn)。3.數(shù)據(jù)處理的可信能力?，F(xiàn)場速記如下。
中國云產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)席理事長，中國科學院院士、北航懷進鵬校長
中國科學院院士懷進鵬：尊敬的各位臨時，特別是從美國專程趕來參加我們這次論壇的陸奇先生，親愛的益民老總、李彥宏老總，我今天快點講，把時間留給陸奇先生，因為他晚上還要趕飛機，所以能夠讓他有更多的時間介紹在這個領域激動人心的事件，以及對未來的思考。
互聯(lián)網(wǎng)技術，我們都知道IT追求的目標，是追求更強更快和更高。所以，從過去微電子技術創(chuàng)造了很多新的機會，我們知道的摩爾定律，傳輸?shù)耐ㄓ嵓夹g，給我們插入優(yōu)秀的管道，計算和存儲能力的不斷增強，使得現(xiàn)在的超級計算機和存儲得以加強，但是現(xiàn)在由于新的發(fā)展形式，以及技術本身的壁壘，完全靠著傳統(tǒng)方式的增長，已經(jīng)出現(xiàn)極大的局限性，最最重要的就是互聯(lián)網(wǎng)是我們一次重大變革的基礎。
最近也一本書說是第5次科技革命或者第3次工業(yè)革命。無一例外就是把互聯(lián)網(wǎng)應用和社會生活結(jié)合起來，成為一個最重要的發(fā)展內(nèi)容。而從現(xiàn)在的大型企業(yè)和IT廠商的發(fā)展和實際運行的情況，我們已經(jīng)看到數(shù)據(jù)確實成為戰(zhàn)略和經(jīng)濟發(fā)展的一個重要基礎設施。這也得益于我們所談到的對信息技術快速的發(fā)展，而導致我們現(xiàn)在是以數(shù)據(jù)和服務為中心前提下開展新的工作和新的探索。數(shù)據(jù)整個的變化出現(xiàn)了一個巨量的增長。我們看全球數(shù)據(jù)增長的內(nèi)容，每天現(xiàn)在的大數(shù)據(jù)量，以及現(xiàn)在目前完成的內(nèi)容來看，90%的數(shù)字內(nèi)容和十年前、二十年前、六十年前相比，有一個巨大的變化。但回過來，面對這么大的數(shù)據(jù)空間，我們可能帶來的一個新的挑戰(zhàn)就出現(xiàn)了，比如說到2007年的時候，F(xiàn)acebook使用數(shù)據(jù)倉庫存儲15個TB的數(shù)據(jù)，但到了2010年，每天是壓縮過的數(shù)據(jù)，都不是數(shù)據(jù)倉庫來存放的數(shù)據(jù)就比過去總和多4倍，商業(yè)并行數(shù)據(jù)很少有超過100個節(jié)點以上?，F(xiàn)在雅虎的Hadoop集群超過4000個節(jié)點，F(xiàn)acebook倉庫節(jié)點超過2700個。而在大量的數(shù)據(jù)應用當中，還有在科學的私人計算、醫(yī)學的數(shù)據(jù)。也就是說大量的數(shù)據(jù)現(xiàn)在實時性開始影響我們整個的工作，生活，甚至經(jīng)濟。
所以，有人也提到，從過去資本經(jīng)濟的時代進入數(shù)字經(jīng)濟的時代。特別是我們所看到的虛擬世界、物理世界與人類社會相關聯(lián)的時候，創(chuàng)造出了更多與以前所不一樣的。所以有學者說，18個月翻一番的數(shù)據(jù)量導致存儲和處理能力的提高，開始落后于現(xiàn)有數(shù)據(jù)增長的幅度，導致現(xiàn)在我們知識社會當中面臨的最大的瓶頸。而在這個瓶頸下，過去的數(shù)據(jù)，以商業(yè)數(shù)據(jù)為主，是確定了數(shù)據(jù)。而現(xiàn)在的數(shù)據(jù)都是不確定的數(shù)據(jù)，還有大量實時內(nèi)的數(shù)據(jù)。作為數(shù)據(jù)處理的能力，究竟應該在哪里，應該說最近這十年來，大家一直在探索，比如說以科學計算為基礎的網(wǎng)格計算，以邊緣數(shù)據(jù)之間的P2P計算，以及最近這幾年非常熱的智慧地球、智慧城市和物聯(lián)網(wǎng)。
究竟在最近這幾年已經(jīng)城成為實時性的大規(guī)模的云計算，是否是未來解決海量內(nèi)容的重要方面，大家仍然在探索，是比較集聚的領域。無論從哪個角度來講，云計算公開處理得問題，對于海量的數(shù)據(jù)如何提高智能的處理能力。但是，面對的同樣技術問題出現(xiàn)，第一，數(shù)據(jù)管理能力，數(shù)據(jù)處理能力，高可靠安全服務的能力。正是因為這三個能力的局限性和發(fā)展空間，也為現(xiàn)在的數(shù)據(jù)處理帶來了新的機會，就是數(shù)據(jù)和經(jīng)濟社會密切相連。
所以，我們以前說，過去科學研究的三種模式，從實驗到理論分析到計算，一直成為我們當前科學研究和重大發(fā)現(xiàn)的基本手段。那么，現(xiàn)在的另一種模式出現(xiàn)，就是所謂的Data intensive，已經(jīng)在影響科研和生產(chǎn)當中，有第四種形式出現(xiàn)支持新的科學研究發(fā)展，可能也會為時不晚。作為在應用當中，實際上云計算也好，移動互聯(lián)網(wǎng)也好，更多的期望在互聯(lián)網(wǎng)這個虛擬世界當中，建立一體化的系統(tǒng)，構(gòu)造這樣的云計算或者一個虛擬計算環(huán)境，能夠使得所有的資源和數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)，能夠集中被人類共享和創(chuàng)造新的知識，形成一個更有效的一體化的環(huán)境和發(fā)展空間。云計算究竟是什么？現(xiàn)在很多人說它是四維，量大，類型大，價值密度低，不像過去手工業(yè)當中的數(shù)據(jù)，價值遠高于現(xiàn)在云計算的價值。
而這樣一個價值密度低的情況，按常理來講就是創(chuàng)造無窮的價值，這個帶來的挑戰(zhàn)是遠大于對無關數(shù)據(jù)一般性的分析，同時更新速度極快，一個商業(yè)數(shù)據(jù)保留是有時效性的，現(xiàn)在的數(shù)據(jù)，我們看到的網(wǎng)頁，看到各種新聞，都在快速重復數(shù)據(jù)，人體健康、教育的數(shù)據(jù)在大量的更新，一個時刻的數(shù)據(jù)不足以重要，但是一個長時間的積累和斷面的結(jié)合，新的數(shù)據(jù)時空觀出現(xiàn)了，這種價值給我們帶來的創(chuàng)造性，我覺得可能是大數(shù)據(jù)是前所未有的。正是因為這樣的情況，我舉個例子，相當什么情況呢？我以前提到過這個例子，北航有2000人在食堂就餐，突然有20萬人，滿足基本生活保障，還有基本提高，怎么做？多了十倍的人要吃飯，保持生存狀態(tài)，最簡單的方式，中國的白菜燉豆腐，怎么燉？煮開水，加豆腐、白菜，最后來做，形成了一個新的福特汽車生產(chǎn)線一樣，一個流程的管理，一個生產(chǎn)線的管理，數(shù)據(jù)生產(chǎn)線在形成。這種新的形成方式開始出現(xiàn)不同的專業(yè)領域，各類的垂直平臺，整合公共處理模式的統(tǒng)一水平的平臺，就在創(chuàng)造。那么這種創(chuàng)造實際上也是云計算的一種模式，更強調(diào)的是根據(jù)數(shù)據(jù)中心為基礎的一種新的服務應用模式，建立了開發(fā)者和運營商的一種新的互利共盈的內(nèi)容。不在于解決過去商業(yè)數(shù)據(jù)和科學數(shù)據(jù)的高性能，而是要保證一個新的性能價格比，不是高質(zhì)量，而是能處理的了，不是要很精確，但是基本可用。所以，對于價值密度低，但是數(shù)據(jù)量劇增的新的難題，這是我們數(shù)據(jù)進入規(guī)模化的發(fā)展階段，這樣的發(fā)展階段也是我們搞計算機人的夢想，所謂一切都靠計算。我們以前的物理世界通過仿真建立數(shù)據(jù)模型，通過高性能計算機支持發(fā)展，通過智能活動建立我們的裝備，嵌入個系統(tǒng)，我們說可穿戴計算機，嵌入系統(tǒng)也好。還有就是我們互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)做到更好的進行通訊的能力。那么，這個思想是圖靈獎得主巴特爾所談到的，根據(jù)他的思路，對于這三個特點的總結(jié)。
究竟過去的商業(yè)計算、科學計算帶來什么內(nèi)容？科學計算解決圖靈機和算法，奠定計算機的基礎，科學理論。商業(yè)計算是為了實現(xiàn)流程的管理，工作流是其中的一種代表，社會計算中，大數(shù)據(jù)情況下是什么，不太清楚。那個年代的科學當中，使得操作系統(tǒng)的發(fā)展非常壯大，管理底下的資源。到了商業(yè)計算當中，數(shù)據(jù)庫的發(fā)展，而到了大科學數(shù)據(jù)當中，大數(shù)據(jù)量下是什么問題？也還不清楚。
因此，作為這種社會計算對當前的數(shù)學模型，軟件，系統(tǒng)的能力，都有了新的完全不同的可能變化。所以，我在這里想說一下我的理解。
第一個大的問題就是軟件和數(shù)據(jù)處理能力。由于軟件的復雜性強和巨大的問題，互聯(lián)網(wǎng)巨大規(guī)模的應用和數(shù)據(jù)的不確定性，我們過去軟件在封閉世界研究的數(shù)理邏輯的研究仍然有效，但是遇到更加開放、動態(tài)的問題。比如說數(shù)據(jù)模型和處理，給另一個海量數(shù)據(jù)做輸入，如何做輸出，并能找到問題的答案。過去的算法就是看它能不能計算，來決定計算機能不能處理。計算好和壞?，F(xiàn)在按照傳統(tǒng)計算復雜性，我們看所有的大數(shù)據(jù)都算不了。所以，怎么在有效的時間內(nèi)找出它的近似算法和最逼近的算法，這是對數(shù)據(jù)新的規(guī)模當中新的科學問題。傳統(tǒng)的商業(yè)數(shù)據(jù)庫為什么做不了？第一，它用授權收費，價格極高，開源數(shù)據(jù)庫的維護將會比買一個授權還要貴。我們看過去管理傳統(tǒng)數(shù)據(jù)，一個TB一萬美元，Hadoop系統(tǒng)一個TB500美金，大部分情況下用到什么內(nèi)容？傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫就是Scarle up，性能的提高，對CPU、存儲等進行不斷的擴展，這是傳統(tǒng)的并行計算的模型。現(xiàn)在的大數(shù)據(jù)分散在互聯(lián)網(wǎng)，分布式的、動態(tài)的增加低成本的計算和服務能力。因此，這樣的方式也是一個新的挑戰(zhàn)，同時對于軟件，什么樣的模型能適應它的發(fā)展。我們知道Hadoop，圖形處理，一種基本的編程模式遠遠超越于我們過去的程序設計語言，超越于我們網(wǎng)站的設計。而在新的方式當中，它對于最低的延遲和最簡單的任務操作開始提出新的問題，要求的挑戰(zhàn)出現(xiàn)。同時新的特征出現(xiàn)，因為它是分布式劇增節(jié)點的內(nèi)容，因為它的可擴展性，以提高他的生產(chǎn)效率，吞吐率，通過新的容錯和可靠性的方式維護系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)永遠沒有短板的原理，每一個節(jié)點都是最高點。因此作為Fault tolerance方式來講，已經(jīng)有新的變化。作為這個領域，我們看到模型到軟件都有變化，同時在數(shù)據(jù)科學，過去以手工分析，以商業(yè)數(shù)據(jù)為基本的方式，在大科學數(shù)據(jù)下，已經(jīng)開始顯現(xiàn)的越來越蒼白，原因就是如果過去數(shù)據(jù)是手工農(nóng)業(yè)社會的話，現(xiàn)在進入工業(yè)化的社會。工業(yè)化社會基本的數(shù)學物理特征就是統(tǒng)計物理學、實驗物理學和我們過去的隨機過程。過去計算機依賴的，以及有限條件下的數(shù)理統(tǒng)計，代數(shù)系統(tǒng)建立新的處理的方式，是變成更重要的一種內(nèi)容。因此，對于我們處理這類數(shù)據(jù)的工具也發(fā)生了很大的變化。
昨天和陸奇先生，也在討論，現(xiàn)在在很多重要的企業(yè)當中，統(tǒng)計科學、實驗物理學成為大家最重要的手段，新藥的發(fā)現(xiàn)，人的習慣，閱讀的分析，商業(yè)的模式，都從這里大量統(tǒng)一分析出現(xiàn)。我以前也提到過，過去對50萬個單詞學習拼寫解答，進行語音、文字或者句子的理解，現(xiàn)在50萬，500萬，500億的句組，再用過去的方式就不適合了，而是大規(guī)模的、新的、工業(yè)化的數(shù)據(jù)為基礎的處理能力。要求我們對新的數(shù)據(jù)科學理論，提出對算法、計算方式，以及新的搜索引擎都有新的挑戰(zhàn)。這對學術界是大的機遇。以前的文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)、基于不同角度的搜索，從細節(jié)到整體，從局部到系統(tǒng)的新的方式，都帶來新的機會。這樣的內(nèi)容還帶來一個問題，雖然密度低、價值低，但是數(shù)據(jù)質(zhì)量仍然是持續(xù)的問題，怎么解決數(shù)據(jù)質(zhì)量，新的Qulity，跟過去的數(shù)據(jù)處理都不同。
因此，作為新的大數(shù)據(jù)下，軟件和數(shù)據(jù)處理能力，成為最重要的，也是未來科學研究對于其他學科當中一種發(fā)展的手段，第二個挑戰(zhàn)，就是關于資源和共享管理，如此眾多的資源要解決以及不斷支撐新的需求的Scarleout的模式下，怎樣把存儲、數(shù)據(jù)能夠作為公共資源的管理，以解決不同類型中的應用，這里的問題有很多。大家知道，網(wǎng)站的環(huán)境，或者有一些環(huán)境都影響這個系統(tǒng)生存和擴展規(guī)模的能力。
那么，這樣的能力已經(jīng)不僅影響到我們一般的應用，對能源、數(shù)據(jù)的管理，作為價值也是極高的情況，所以它的消耗能源也變成一個重要的問題。那么，這里一個最重要的問題，就是未來的資源管理更向系統(tǒng)，或者是否存在單一的垂直管理系統(tǒng)，以及所謂的統(tǒng)一的操作系統(tǒng)，也變成了現(xiàn)在爭奪的最重要的問題。如何管好數(shù)據(jù)和管好資源，成為重要的內(nèi)容。這種方式的解決可能又創(chuàng)造互聯(lián)網(wǎng)新的方式，就是數(shù)據(jù)與服務運營商的出現(xiàn)，因為用戶是數(shù)據(jù)的創(chuàng)造者，服務軟件提供各類的服務，一切能想象到或者數(shù)字化都可以作為服務提供。所以數(shù)據(jù)與服務運營商將會成為電信運營商的模式，重要而且會快速發(fā)展的內(nèi)容。那么，這種模式的出現(xiàn)，可能會對我們互聯(lián)網(wǎng)，移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也會有重要的內(nèi)容，解決多樣性和發(fā)展處理存儲的問題。
第三個問題，就是數(shù)據(jù)處理的可信能力，解決云端的一體化的安全監(jiān)控，系統(tǒng)的恢復，以及再往后發(fā)展的高可靠性的能力。對于這樣一類問題，應該說，隨著技術的發(fā)展，一個安全的問題，可信的問題，是和重大系統(tǒng)應用是相伴而生的，但是它確實是一個重要的問題。不光是沒有價值的大量數(shù)據(jù)出現(xiàn)，而且隱私數(shù)據(jù)也非常重要。因此，在大數(shù)據(jù)時代當中，我覺得隨著數(shù)據(jù)的分布性，異構(gòu)性和動態(tài)快速變化性，加上個人擁有的質(zhì)性，可計算的問題，可管理的問題，可信任的問題，共同組成了在大數(shù)據(jù)時代的新的三類和我們需要有新的手段，可能會關注到的三個典型的科學問題。
我理解，軟件發(fā)展這么多年，幾十年，計算機是以數(shù)據(jù)處理為中心的。所有的事情的誕生都是以數(shù)據(jù)處理為核心。但是，進入到今天，已經(jīng)超越我們過去簡單的數(shù)據(jù)，如果我們看80年代出現(xiàn)的軟件成為商品，90年代創(chuàng)造出的第二次變革，是簡單的、基本的、重要的信息服務業(yè)。在現(xiàn)在來看，就會進入了一個新的發(fā)展，數(shù)據(jù)創(chuàng)造了價值，而不是一個簡單的應用或者信息的堆積。因此以數(shù)據(jù)為中心下會給我們帶來機會。但是從過去IT發(fā)展來看，雖然應用有一段時間，但是技術的突破和新的應用載體窗口時間并不是很長。因此理論和技術上的創(chuàng)新和持續(xù)的發(fā)展，會給我們帶來機會。但，同時應用模式的創(chuàng)新更重要，特別是IT的創(chuàng)新，實際上在不斷的驗證Case法則，Hadoop就是簡單編程模型，就是保持它的簡潔和最有效，就是我們IT領域。
因此在這個領域當中，年輕的學生，年輕的人，在這個領域，你們的腦子里還沒有被跑馬圈地，還有很大的空間去創(chuàng)造，因此這也是最有機會的發(fā)展內(nèi)容，謝謝各位！