李寅详解英特尔2015云愿景

2015云愿景及其遭遇的挑战

从去年下半年英特尔在美国硅谷IDF上公布的2015年的云计算的愿景，可以看到未来的云计算网络需要增强互通性、实现自动化操作、增强终端设备感知。

对“互通性”而言，就是需要实现公共云和私有云之间安全的数据共享。未来企业有自己的内部云，个人也可能有自己的私人云，那么多个云系统之间，需要有这样的互通性来保证数据以及业务能够平滑地、安全地过渡，这是云计算发展需要具备的能力。

云计算时代需要实现“自动化”，这样IT部门可以将更多的精力投入到业务创新上，而更少的关注IT基础设施管理。云计算能够集约化系统，能够简化系统的管理，加快系统的部署。系统自动化的能力在面临大规模的系统部署时，将是非常重要的环节。

加强终端感知能力，能够基于设备能力提供优化的差异性服务。将来云计算的发展不光是在云端感知处理能力，在客户端同样也需要有相应的能力去满足用户的不同需求。随着技术的发展，随着网络能力的提高，在交互能力上将会有很大的改进。而如何能够根据终端设备的能力来提供有差异性的、优化的服务，这是云系统需要去考虑的问题。

在云计算技术发展的过程当中，IT系统将面临多个挑战：

其中安全性肯定是首要的，对个人而言，网络分享应该是一件很高兴的事情，但是对于企业客户而言，在安全性方面的考虑要远远比个人IT系统复杂。云系统能不能解除客户的安全顾虑，是其能不能真正在全球范围内有效推广的重要因素。其次，在能效方面，目前的数据中心耗电量非常惊人，如何能够有效地运营数据中心，采用更新的技术、更新的设备、更好的规划，去用更低的资源消耗运营能力更高的数据中心，这是云计算将来需要解决的重要问题。再者，云计算系统必须具备更高的可管理性，例如数据中心从100台服务器扩展到1000台服务器，再扩展到10000台服务器，在整个扩展的过程中，各方面的管理能力、维护能力，需求是非常巨大的。自动化技术使得云计算实现资源的集约化的同时，能够提供便捷的管理方案。最后从运营云系统得角度来看，无论企业客户还是运营商客户，都不希望自己构建的云系统只能在某一个特定的桌面领域内使用，而是希望能够有更好的发展空间，所以推动开放的业界规范，是解决供应商锁定、保护既有投资业界公认的发展趋势。

英特尔针对以上几个方面的挑战，提出来了开放数据中心的需求：简便、高效、安全。

简便性主要是用来解决规模化带来的管理性问题，通过简化系统在数据中心里边的架构，降低维护的成本、降低复杂度，来达到更好的效益。高效主要是从能效方面，从系统利用率方面而言，各方面都可以称之为效率方面的优化，这方面其实包括两个部分，一个是通过技术的革新能够有更好的产品，其产品本身就能够提供更好的能效性，其次我通过运营的优化，能够更大限度地利用已有系统的资源和能力，通过这两方面来构建高效的数据中心。而安全性方面则考虑更多的是减少运营风险。

英特尔为了实现2015年云计算愿景，为了解决目前IT面临的挑战，提出了开放数据中心的架构，同时全球在推动开放数据中心联盟，这个联盟不仅仅包含IT企业，也有来自各个领域的、更多的最终用户企业，包括金融业、制造业等方面。英特尔希望通过开放式数据中心联盟，更好地收集最终客户对于云计算需求方面的理解，通过这个组织能够更好地去把需求总结出来，协调整个产业链，更好地去开发新的产品和技术，去解决云计算发展过程中所遇到的问题。简而言之就是：基于数据中心的开放性，通过简化数据中心系统建构，降低运行维护的成本和复杂度；通过不断的技术改进来降低在能源、人力和实物资产等方面的损耗；减少安全风险，保障用户数据在存放和流动时免遭非法访问。开放性能够保证其提供的解决方案及产品有良好的互联互通性。

英特尔正在向云计算不断探索 不断前进

作为一个PC行业核心芯片及平台设计者，英特尔从芯片的设计和平台设计方面，不断努力，为解决云计算安全、能效和简便性方面进行创新。

安全性方面，英特尔主要机中在两个方向。英特尔在全球推了很多年可信计算的理念，这个理念目前被行业客户广泛地接纳。每个国家对于安全有不同的管制策略，比如加密算法的实现，必须是由本土厂商来完成的，而英特尔的可信计算技术，是基于系统平台中的TPM组件，这个技术实际上是美国的，但是中国有自己相应的替代标准，所以在移植过程中需要有一些改变。

另外一个方面是英特尔在不断地推出新的架构处理器的同时，都会有新指令集的出现，来帮助最热点、最需要去优化加速的部分。英特尔去年发布的5600处理器推出了一组7条针对矩阵运算以及叠代运算的优化指令集。这些指令集能够很好地帮助软件合作伙伴去实现更高效的加密算法。

在能效方面，英特尔认为需要从两个方面来完成能效优化。

优化已有的数据中心：优化已有IT基础设施，比如可以采用更低功耗、更高性能功耗比的产品，能够在散热方面、制冷方面有更好的优化。加强数据中心运营能力：最大化地利用已有IT资源的能力。

面向未来的发展，其实现在也有很多新趋势出现，包括模块化的设计，甚至如有效地进行数据中心的选址，如何采用集装箱式的架构去部署服务器。在这些方面，英特尔分两步走：一是每一代新的处理器产品诞生，在设计的过程中都会进行能耗优化。在这个方面英特尔实现了五年内CPU的性能功耗比20倍的提升。

其次英特尔在平台级还提供了 “智能功耗管理”技术，通过该技术能够更好地优化和管理数据中心内部多服务器的能耗分布，以及功耗配给。

英特尔在系统的平台级植入功耗管理器，然后通过功耗数据的采集、分析和控制三个步骤，形成闭环的结构，有效地去控制每一台服务器的能耗表现。配合数据中心管理平台，通过其可以给服务器去做配置不同的功耗策略。英特尔提供精确的服务器动态运行期间的能耗表现，功耗数据可以从两方面去利用：其一、根据数据中心不同服务器的能耗分布，动态地进行优化。其二、监控数据中心里面不同服务器，随着时间、随着业务变化的功耗表现，在后期做相应的处理分析。

“智能功耗管理”技术能够有效地控制每一台服务器所运行的功耗，有效地去控制服务器的动态功耗消耗，使得用户可以在同一机架里部署更多的服务器来增加计算密度。

功耗的管理可以以一部分性能为代价来降低系统工作状态的功耗。其实可以结合具体的应用特性来做基于负载的功耗优化。结合功耗管理技术，用户可以去制订一些动态的策略，并非常有效地降低系统针对负载的特性，能够非常有效地降低功耗。在数据中心出现了异常情况的时候，通过加载特定的低功耗运行状态的策略保持业务的连续性。

英特尔10G以太网项目实现数据中心合理布局

大多数的数据中心都会有局域网的部署，针对具体的业务，可能会有存储网的部署，针对非常高危、非常关键性的应用，会有集群系统的部署，在目前的数据中心，大多数是采用不同的网络技术来实现的。

10G以太网出现后，用户能够用同一种网络技术来整合数据中心里面不同的网络，通过能够简化网络的架构，同时可以融合存储网、通讯网来降低整体的设备采购成本和维护成本。10G以太网将来不会代替全部的网络格局，而是在更多常用的领域，能够更高效地帮助数据中心的运营者去简化系统的部署。

英特尔与一些客户在云计算技术方面的合作中，采用英特尔10G以太网产品简化数据中心网络，每一台服务器配置了10个千兆的以太网卡，之后用一个双口的10G以太网卡来代替，在这种情况下在不同的方面有惊人的变化。

首先，整机功耗可以降低。整机功耗可以降低45%的功耗，减少15%的IT设备成本。同样利用10G以太网去替代已有的网络连接方案。如果同时用10G以太网去替代已有的光纤网络的话，所能够节约的成本还会更大。

从网络带宽的角度而言，英特尔也能够有效地提高两倍的网络带宽，在英特尔的网站上有这样的一个ROI（运行效率）的计算器。

英特尔在10G以太网技术的发展上，实现了PCI组织的规范，实现了SRIOV技术。这个技术能够非常有效地提高在虚拟化环境下的虚拟机的网络吞吐能力，同时降低CPU的占用率。在一个网卡上可以虚拟出不同的虚拟网络设备，每一个虚拟网络设备可以分配给虚拟机，虚拟机就可以直接访问。在这个访问过程中，不需要再经过原来软件层的虚拟交换机，可以大大地节省系统这方面的开销，同时降低因为虚拟层带来的问题。

英特尔与中国移动研究院的云计算合作，一个是功耗管理的方面，通过结合英特尔的技术，来监控服务器级别的功耗表现，优化服务器调整服务器的动态功耗分配，降低数据中心能耗；另一方面，结合英特尔10G网卡上提供的SRIOV技术来验证该技术与采用软件虚拟化的方案存在的区别。

采用英特尔的SRIOV技术，对比现在虚拟化环境下最常用的一种半虚拟化和全模拟这三种不同情况，在吞吐能力上和CPU的利用率上有一些差异。纯模拟的性能是最差的，采用半虚拟化大概有9倍的提升性能，如果采用SRIOV技术，相对于半虚拟化而言，有将近5倍的性能提升。即便是在这样的情况下，对CPU的占用率两者基本是相当的。

而在结合视频流的应用做的测试中， SRIOV的技术比办虚拟化技术提升1.5倍的性能，非常接近于不采用虚拟化环境，直接在物理机上去运行的水平。

英特尔一直致力于去开发新的平台技术，同时和硬件、软件合作伙伴一起，来提供新的云计算解决方案，共同为2015年实现愿景而共同努力。英特尔正在推进、加强和国内电信行业客户的合作，来验证英特尔技术、研发工作的价值，同时希望能够获得客户的反馈，来进一步对产品进行改进和优化。