2013年1月11日，百度全國數(shù)十個(gè)數(shù)據(jù)中心之一的南京云計(jì)算數(shù)據(jù)中心首度對外曝光。百度云首席架構(gòu)師林仕鼎在與倪光南、侯自強(qiáng)等業(yè)界專家的參觀交流中指出，數(shù)據(jù)中心和企業(yè)市場是x86 PC的最后一個(gè)堡壘，隨著百度云帶領(lǐng)ARM進(jìn)入數(shù)據(jù)中心，30年P(guān)C時(shí)代宣告終結(jié)。

走向移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)：變革的時(shí)代

從1990年開始普及的桌面互聯(lián)網(wǎng)（Internet），到2000年萌芽的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)（Mobile Internet），再到2009年隨著美國“智慧地球”概念興起的物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things），信息技術(shù)正在不斷推動(dòng)人類變革前行。

如果說幾年前人們還對“云”的概念云里霧里的話，那么，隨著電腦、筆記本、Pad、iPhone、安卓智能手機(jī)、智能電視的普及，人們迎來了“多終端”和高速網(wǎng)絡(luò)的新時(shí)代，每個(gè)終端都不必強(qiáng)調(diào)自身強(qiáng)大的計(jì)算力，而可以簡單地、普遍地依賴“云”計(jì)算。

終端數(shù)量爆炸式增長，“云”的依存度顯著提升，使大數(shù)據(jù)成為時(shí)代的標(biāo)志之一。以百度為例，其日處理量達(dá)100PB。截至2012年12月，開放注冊僅4個(gè)月的百度個(gè)人云，用戶便突破2600萬，每天有近20萬人改變了存儲(chǔ)習(xí)慣，把文件放到了百度“云”上。

數(shù)據(jù)中心：全面“云”化

當(dāng)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算來臨之時(shí)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心也全面“云”化。首先，數(shù)據(jù)來源日趨異構(gòu)化，不僅有桌面互聯(lián)網(wǎng)，還有移動(dòng)終端和智能設(shè)備，更有通過傳感器連上網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)物件。其次，在前端OS層面，也需要一個(gè)非硬件依賴的云OS，完成應(yīng)用、連接和交互。再次，需要有軟件基礎(chǔ)架構(gòu)（可理解為后端OS），上可以對接數(shù)據(jù)智能（兩者可實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)技術(shù)），下可以協(xié)同數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器（兩者可實(shí)現(xiàn)云計(jì)算）。

圖:變革背后的技術(shù)驅(qū)動(dòng)力

 

林仕鼎解釋，百度云數(shù)據(jù)中心計(jì)算的主要技術(shù)領(lǐng)域涵蓋了存儲(chǔ)、計(jì)算 、超大規(guī)模系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心體系結(jié)構(gòu)等。比如存儲(chǔ)，不僅要考慮文件、對象以及表等數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)，也要定義訪問模式，讀少寫多、讀多寫少等不同模式會(huì)在很大程度上影響存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。再如計(jì)算，也分為數(shù)據(jù)密集型、計(jì)算密集型和通訊密集型。相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，技術(shù)的處理更加細(xì)致入微。

 

圖:數(shù)據(jù)中心計(jì)算的主要技術(shù)領(lǐng)域

三大變革：見證30年P(guān)C時(shí)代終結(jié)

林仕鼎談到: 隨著云時(shí)代的到來，對技術(shù)人員來說，也迎來了從Desktop（桌面）到Datacenter（數(shù)據(jù)中心）的三大變革。

首先是計(jì)算范式變革，其中不少為計(jì)算哲學(xué)的顛覆式革命。如桌面時(shí)代講究Architecture（架構(gòu)），到了數(shù)據(jù)中心時(shí)代就要講究Fabric（體系結(jié)構(gòu)）；傳統(tǒng)的BIOS就要變成Host OS（主宿操作系統(tǒng)）；傳統(tǒng)的Kernel（核心如linux）變成Infrastructure（大規(guī)模分布式基礎(chǔ)架構(gòu)）；傳統(tǒng)的Application（應(yīng)用）變成Services/Tasks（服務(wù)/任務(wù)）；傳統(tǒng)的質(zhì)量保障的標(biāo)準(zhǔn)由0 bug（0錯(cuò)誤）變成Fault-tolerance（容錯(cuò)系統(tǒng)）；傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)目標(biāo)由Correctness（正確性）變?yōu)镻recision（精準(zhǔn)）。想想百度搜索某個(gè)關(guān)鍵詞的例子就能明白。

第二大變革是環(huán)境與設(shè)計(jì)目標(biāo)的變革。環(huán)境由單用戶多任務(wù)變成了多用戶單任務(wù)，對規(guī)模、成本、交付時(shí)間的要求也變得更加重要。

第三大變革是設(shè)計(jì)理念的變革。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)都打破原有的預(yù)設(shè)和行為方式，開始向Application-driven（應(yīng)用驅(qū)動(dòng)）和Software-defined（軟件定義）的方式發(fā)展。

林仕鼎舉了百度自主研發(fā)SSD的例子。傳統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)中，是由一個(gè)總的SSD controller（SSD控制器）來控制下面的Flash存儲(chǔ)單元，這樣的好處是黑箱化、層次化。但不利之處是SSD往往讀取較快，寫入較慢，容易形成瓶頸。在百度自主研發(fā)的SSD架構(gòu)中，取消了寫緩沖、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。

再以服務(wù)器技術(shù)為例，百度實(shí)現(xiàn)了去RAID，全系統(tǒng)范圍實(shí)現(xiàn)冗余，引入機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測硬盤故障，采取創(chuàng)新的共享架構(gòu)，節(jié)點(diǎn)概念擴(kuò)展至機(jī)柜，引入ARM節(jié)約能耗，這些都是百度在設(shè)計(jì)理念上的變革所致。

驚艷! 百度云計(jì)算硬件基礎(chǔ)設(shè)施

當(dāng)林仕鼎介紹完百度云計(jì)算硬件基礎(chǔ)設(shè)施的一些亮點(diǎn)之后，我們只能用一個(gè)詞來形容百度的這次創(chuàng)新: 驚艷!

全球首個(gè)ARM架構(gòu)服務(wù)器在數(shù)據(jù)中心的規(guī)模應(yīng)用，存儲(chǔ)密度提升70%，TCO降低25%；

國內(nèi)首個(gè)大規(guī)模部署自主設(shè)計(jì)的定制化整機(jī)柜服務(wù)器，TCO下降10%，交付效率提升10倍；

在南京機(jī)房部署了5000余臺(tái)萬兆集群，為國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)內(nèi)最大規(guī)模。該萬兆TOR（Top of Rack柜頂式）交換機(jī)全部由百度自主研發(fā)設(shè)計(jì)，接入成本對比同類商用方案下降83%；

PUE達(dá)國內(nèi)最佳水平。如百度M1自建機(jī)房最佳PUE達(dá)1.18，年均PUE達(dá)1.37，全年約50%的時(shí)間實(shí)現(xiàn)完全免費(fèi)冷卻；

自主研發(fā)SSD，系業(yè)內(nèi)首家自主研發(fā)及規(guī)模應(yīng)用，相對SATASSD性能提升6倍成本降低10%，相對PCIEFlash性能提升2倍成本降低40%。

云計(jì)算帶來了30年P(guān)C時(shí)代的終結(jié)。在云時(shí)代，不論是硬件還是軟件，都實(shí)現(xiàn)了徹底顛覆，云帶來的變革將無遠(yuǎn)弗屆。非常有意思的是，林仕鼎用毛主席《七律·人民解放軍占領(lǐng)南京》作為演講的結(jié)束語，“虎踞龍盤今勝昔，天翻地覆慨而慷……天若有情天亦老，人間正道是滄桑。”。

的確，從PC到Mobile, 從Intel Inside到ARM Inside，我們應(yīng)該興奮，因?yàn)槲覀冋谟H歷一個(gè)變革中的IT時(shí)代。