云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)正在把人類引入數(shù)字化時(shí)代。這個(gè)時(shí)代對(duì)計(jì)算能力和能耗的需求是十分巨大的。迄今為止，IT公司主要是靠不斷擴(kuò)容數(shù)據(jù)中心/云計(jì)算中心來(lái)應(yīng)對(duì)的。

　　其基本思路是利用單機(jī)能力有限的計(jì)算設(shè)備組成可伸縮的分布式計(jì)算網(wǎng)絡(luò)來(lái)處理。盡管如此，數(shù)據(jù)的海量暴漲以及計(jì)算任務(wù)的急劇增加仍使得數(shù)據(jù)中心必須不斷擴(kuò)容，其能耗也在不斷增長(zhǎng)。IT產(chǎn)業(yè)已成為化工、鋼鐵之后第五大能耗產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年，中國(guó)數(shù)據(jù)中心的耗電量就已經(jīng)占到了全社會(huì)的2%，相當(dāng)于三峽大壩的全年發(fā)電量;美國(guó)數(shù)據(jù)中心2013年的耗電為910億千瓦時(shí)，相當(dāng)于紐約居民用電的2倍。而全球所有數(shù)據(jù)中心每年的耗電量相當(dāng)于30座核電站的發(fā)電量。不斷擴(kuò)容的數(shù)據(jù)中心對(duì)占地、計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、供電、制冷提出了越來(lái)越多的需求。

　　那有沒(méi)有辦法提高計(jì)算設(shè)備的單機(jī)能力、降低能耗并縮小尺寸來(lái)更高效地滿足計(jì)算需求呢？

　　惠普就是這么想。這家昔日的IT巨頭投入了自身研發(fā)機(jī)構(gòu)3/4的人力以及大量財(cái)力，正在攻關(guān)一種革新性的新型計(jì)算機(jī)，它的名字叫做The Machine。

　　與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)相比，The Machine有三方面的不同：

　　一是采用經(jīng)過(guò)能效和算法優(yōu)化的系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)。這種SoC針對(duì)特定用途進(jìn)行了優(yōu)化，可在實(shí)現(xiàn)性能提升的同時(shí)降低能耗。

　　二是統(tǒng)一存儲(chǔ)，把原來(lái)由RAM和硬盤/閃存承擔(dān)的存儲(chǔ)任務(wù)(RAM負(fù)責(zé)臨時(shí)存儲(chǔ)，硬盤/閃存負(fù)責(zé)長(zhǎng)期存儲(chǔ))全部交給所謂的憶阻器。目前計(jì)算機(jī)對(duì)內(nèi)存的使用基本上仍沿用1940年代的方案，需要在兩種存儲(chǔ)(RAM內(nèi)存與硬盤/閃存)之間來(lái)回交換數(shù)據(jù)，既影響性能又增加能耗。而憶阻器的存取速度可與DRAM匹敵，且存儲(chǔ)密度卻有望比硬盤還高，在掉電后還能像硬盤一樣保留數(shù)據(jù)，而不是像RAM一樣會(huì)丟失。這樣以來(lái)數(shù)據(jù)的保存和處理都可以在憶阻器上進(jìn)行，不用像原來(lái)那樣需要的內(nèi)存與硬盤之間來(lái)回交換，可顯著提升效能，同時(shí)降低能耗。

　　三是內(nèi)部全光通信。從數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備到機(jī)架內(nèi)設(shè)備的互連、乃至芯片封裝內(nèi)部的通信電路，全部都采用光通信。從而使得通信效率大為提升。

　　根據(jù)惠普的仿真測(cè)試，按照這種辦法設(shè)計(jì)出來(lái)的The Machine，其能力是常規(guī)計(jì)算機(jī)的6倍，能耗卻只有后者的1.25%，體積則只有10%左右。The Machine的首席架構(gòu)師Kirk Bresniker說(shuō)，The Machine原型機(jī)將會(huì)在2016年面世。這種機(jī)器的目標(biāo)首先是取代現(xiàn)有的服務(wù)器，不過(guò)Bresniker說(shuō)這種設(shè)計(jì)有朝一日也可以部署到更小一點(diǎn)的設(shè)備上。

　　盡管這種新機(jī)器的指標(biāo)非常吸引人，但是從目前來(lái)看仍存在幾個(gè)問(wèn)題：

　　首先是需要調(diào)整軟件開發(fā)思路。這種激進(jìn)的設(shè)計(jì)思路與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)體系有著很大的區(qū)別，顯然軟件設(shè)計(jì)思路也要進(jìn)行調(diào)整。因此Bresniker希望研究人員和程序員事先能熟悉這種機(jī)器的工作機(jī)制，同時(shí)從開發(fā)者針對(duì)新OS的軟件開發(fā)試驗(yàn)中找出哪種類型的軟件會(huì)從中受益最大。他的團(tuán)隊(duì)打算在2015年6月時(shí)完成專門針對(duì)The Machine的操作系統(tǒng)，這個(gè)OS的名字叫做Linux++。不過(guò)Linux++只是過(guò)渡，最終會(huì)被全新設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)Carbon代替。仿真The Machine硬件設(shè)計(jì)的各種軟件工具也會(huì)陸續(xù)發(fā)布，以便程序員可以針對(duì)該操作系統(tǒng)測(cè)試自己的代碼。

　　其次是惠普能否按期實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的市場(chǎng)化存疑。比方說(shuō)與Hynix合作生產(chǎn)的這種憶阻器內(nèi)存的上市時(shí)間已經(jīng)滯后。原來(lái)惠普的計(jì)劃是2013年，但現(xiàn)在惠普表示最快也要到2016年初才能向合作伙伴提供部件。

　　最后，The Machine還面臨著其他競(jìng)爭(zhēng)方案的威脅。Google、Facebook等也在探索服務(wù)器設(shè)計(jì)的新思路，內(nèi)存和硬盤本身也朝著容量更高速度更快的目標(biāo)演進(jìn)，這些辦法相對(duì)而言沒(méi)那么激進(jìn)，但是也更容易取得實(shí)效。

　　因此，盡管The Machine令人期待，但是關(guān)鍵還得看療效。