上一节我们提到了大数据,但只有数据还不行,还必须得会“运算”。没错,“运算能力”也将成为一种重要资源。
打个比方,我们每个人都有一定的逻辑思维能力,这种能力其实就来自于自己大脑的“运算”能力,我们的每一个判断和决策都是需要一定的“运算”过程的,每时每刻都各自处理着外界传来的信息,每个大脑是互相独立的,会产生大量繁杂、重复的信息。假如有一天世界上诞生了一颗“超级大脑”,我们每个人只需要把自己接收到的信息和数据传递给“它”,让它帮我们“运算”和处理,这样就可大大提高人类“思考”的效率。
云计算的原理就是这样的,它就类似于一颗超级大脑,独立于我们之外,但它可以让我们体验每秒10万亿次的运算能力。我们只需要通过计算机、iPad、手机等方式将数据传送给它,它就可以按照需求进行运算,告知我们结果。
这时候“运算能力”也变成了一种重要的资源。如果用电力资源来比喻,之前就是单台发电机,每个人都给自己发电,而现在是发电厂供电,集中产生电力供给大家使用。这也就意味着“运算能力”也可以作为一种商品进行流通,就像煤气、水电一样,取用方便,“电”是用电线传送,“运算能力”则是通过互联网传输。
“云计算”也是一个比喻说法,它像一个端坐在云端的思考者,遥不可及却又近在咫尺,帮助我们去思考;又像一个庞大的“运算能力”资源池,你可按需购买,然后像水、电、煤气那样计费。
“云”具有相当的规模,Google云计算已经拥有100多万台服务器,亚马逊、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。企业的私有云一般拥有成百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。
所以,云计算与大数据的关系就像一枚硬币的正反面一样密不可分。大数据必然无法用单台的计算机进行处理,必须采用分布式计算架构,它的特色在于对海量数据的挖掘。大数据必须依靠云计算,这就叫:云纳百川,有容乃大。
由于云计算可以实现对数据的掌控,也就相当于实现了对世界的掌控,所以在诸多国际IT巨头当中,无论是IBM、微软等老牌IT企业,还是亚马逊、Salesforce等IT新贵,都在试图利用“云计算”向全球扩张地盘。国内的云市场也是风起云涌,阿里巴巴、腾讯、百度等互联网平台,以及华为等技术供应商,都想借助“云计算”实现更高级别的掌控,中国电信、中国移动、中国联通三大运营商也在企图借助云计算巩固各自的垄断地位。
从1946年第一台计算机诞生到20世纪70年代,是“大计算机”时代,此时是一台计算机供多方使用;从20世纪80年代开始至今的30年,是“小计算机”时代,也是个人计算机时代,此时每台设备都供一个人使用,大家通过自己的计算机实现社交和电子商务,即现在的状态。而从现在开始,人类又将跨入“大计算机”时代,也就是云计算时代。此时众多个人计算机将通过网络连接起来,构成一个虚拟的“超级大脑”。
这是一个从集中到分散再到集中的过程,分久必合、合久必分。但是每一次分合,都伴随着计算机的形态、模式和运算能力的升级,这不仅代表着人类运算能力的进步,也反映了社会思想方式的演变:先集中思考,但个体缺乏性格,个体需求被压抑;然后大家再独立思考,此时个性得到加强,但社会越来越碎片化;社会为了向前发展,需要步伐一致,最后还得集中思考,这时社会才具有整体性和协作性。
如果把云计算看作一项资源,那么这种资源是如何被开发并利用的呢?
在20世纪60年代,当时计算设备的价格是非常高昂的,远非普通企业、学校和机构所能承受,所以很多人产生了共享计算资源的想法。1961年,人工智能之父麦肯锡在一次会议上提出了“效用计算”这个概念,其核心借鉴了电厂模式,具体目标是整合分散在各地的服务器、存储系统及应用程序来共享给多个用户,让用户能够像把灯泡插入灯座一样来使用计算机资源,并且根据其所使用的量来付费。但由于当时整个IT产业还处于发展初期,很多强大的技术还未诞生,比如互联网等,所以虽然这个想法一直为人所称道,但是总体而言却“叫好不叫座”。
后来有人提出了网格计算模式,研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分,然后把这些部分分配给许多低性能的计算机来处理,最后把这些计算结果综合起来攻克大问题。可惜的是,由于网格计算在商业模式、技术和安全性方面的不足,使得其并没有在工程界和商业界取得预期的效果。
再后来就是云计算模式,云计算的核心与效用计算和网格计算非常类似,也是希望IT技术能像使用电力那样方便,并且成本低廉。但与效用计算和网格计算不同的是,2014年在需求方面已经有了一定的规模,同时在技术方面也已经基本成熟了。
由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云,“云”的自动化集中式管理使大量企业无须负担日益高昂的数据中心管理成本,“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升,因此用户可以充分享受“云”的低成本优势,经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。
所谓真正的云计算,它是IT基础设施的交付和使用模式。从理论上说,凡是需要使用信息的地方都是云计算的用武之地,探知当下,云计算可以涉及教育、金融、政府机关,以及企业私有云和电子商务等方面。
因为云计算的核心是大数据的管理和运算,那么云计算就需要配置大量的存储设备。由于云计算除了提供计算服务外,还必然提供存储服务,这就有了云存储的概念。
一提到“云存储”,大部分人都会以为它是一种容量很大的存储设备。而事实上,云存储是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。所以,云存储其实是云计算的后端,它并不是有形的某个存储设备,而是指由许许多多存储设备和服务器所构成的集合体。
严格来讲,云存储不是存储,而是一种服务,它让使用者可以在任何时间、任何地点,通过任何可以联网的装置直接伸到“云端”去获取数据。
云计算既然集合了大量用户信息,也不可避免地让人联想到隐私问题。很多用户担心自己的隐私会被云技术收集。正因如此,很多厂商都承诺尽量避免收集用户隐私,即使收集到也不会泄露或使用。但不少人还是怀疑厂商的承诺,他们的怀疑也不是没有道理的。不少知名厂商都被指责有可能泄露用户隐私,并且泄露事件也的确时有发生。
2013年,曾供职于美国中央情报局和国防项目承包商Booz Allen Hamilton的Edward Snowden将美国国家安全局关于PRISM监听项目的秘密文档披露给了《卫报》和《华盛顿邮报》。自此,公众获知:世界范围内的电子通信均受到政府的秘密监控。这在当时引起不小的轰动,很多人此时才关注数据隐私的问题,由此导致了关于如何保护数据隐私的大量新法规产生。
市场研究公司IDC的调查结果显示,在2015年IT业界将会切实体会到这一系列事件的影响。IDC的分析师在其关于2015年的云预测中称:这一年,全球企业云工作负载中有65%将需要符合数据隐私法。
事物都是两面性的,云计算给我们带来了巨大方便,同时也给企业增加了一项“内忧”。比如,现在很多政府机构、商业机构(特别像银行这样持有敏感数据的商业机构)对于选择云计算服务应保持足够的警惕。一旦大规模使用私人机构提供的云计算服务,无论其技术优势有多强,都有可能面临被挟持的危险。因为一方面这是一个信息社会,“信息”就是一切。另一方面,虽然大量用户把数据寄存在云计算里,但是不同用户之间的数据是互相保密的,换句话说:很多用户是不愿意共享这些数据的。但这对提供“云计算”服务的机构来说,在共同处理这些数据的时候,如何保证数据的独立性?
数据不会带来直接的污染,但处理数据需要消耗能量,这就产生了污染。
全球的云计算平台数据中心数据容量已经达到非常惊人的数字,而且每过18个月就会增长一倍。目前全球5%的能源被云计算用掉了,而全球飞机的总能耗仅占1.5%。现在的能源主要来自于燃煤,云计算的大力推广必然会带来空气污染和全球气候变暖问题,所以云计算必须追求绿色环保。
现在,有的城市动辄就提出要建一个百万台机器规模的云计算中心,可这个中心建成后,能源从哪里来?因为云计算平台数据中心的用电量非常惊人。通常情况下,一台机器如果使用一度电,为它散热就需要另外一度电。国外的一些公司都在做各种各样的尝试。比如,谷歌在美国的东海岸收购了几十亿美元的海上风电厂,用风力发电来供应云计算平台,它设在比利时的数据中心,不用空调,采用的是室外自然风散热的方式。英特尔公司使用太阳能发电,微软公司使用连接水坝的水管去散热。虽然有这些尝试,但由于设备数量增长太快,消耗的能源必然远远大过节省的能源,所以,云计算给环境带来的影响是迫切需要解决的问题。
第一,要选择节能的云计算平台。工信部的数据表明,经过几年的改进,我国的数据中心已经达到机器使用一度电,散热需要0.7度电,比原来要好很多。但这样还远远不够,更重要的是想办法把机器的用电量减下来。
第二,能源的利用形式要多样化。我国的太阳能制造业是全球领先的,国家要从政策层面上给予大力扶持和推动。我们还应该像发展高铁一样发展核能,用核能取代燃煤能源是我们唯一的出路。
第三,合理安排数据中心的位置。比如到内蒙古去,到黑龙江去,那里处于高纬度地区,温度比较低,很容易散热,而且煤炭供应也非常充足。这样就可以通过光纤把信息输送到内地,而不是把电力输送到内地,以节省更多能源。
未来的云计算发展会和量子计算、生物计算以及很多新的技术结合起来,包括已经诞生的具有大脑思维能力的神经元芯片,这些都会为云计算注入新的活力,云计算会越来越智能,规模越来越大,会使整个地球都具有智慧。
云计算最大的意义就是能够帮助我们迅速运算大数据,从而得到崭新的结果。因为数据的庞大和运算效率的提升,我们可以发现之前发现不了的东西,比如,我们可以从海量的癌症病例数据中找出癌症基因;可以根据海量物种基因推算出生物的变异方向;可以从海量的地震数据中发现更加确切的地震规律等。
谷歌CEO Larry Page向世人描绘了一幅蓝图:“未来的谷歌会是怎样的一个巨人。所有的平台之间再无罅隙,所有的设备能够直接对连,所有的用户能够轻松自在,所有的体验能够统一完善。创新在推动着科技,科技在改变着生活,现实和虚幻的界限越来越模糊,理想和现实之间的距离越来越逼近。”他还认为:“虚拟现实的出发点是将自己置身于计算机世界,而我想要做的却恰恰相反,那就是把设备和联网世界安置在你周身、身外。将来,你将被科技的智慧所包围。”
云计算也会促进生产方式的革新,比如云游戏,届时所有的游戏都可以在服务器端运行,并将渲染完毕后的游戏画面压缩后通过网络传送给用户。而在客户端,用户的游戏设备不需要任何高端处理器和显卡,只需要基本的视频解压能力就可以了。到时主机厂商就变成了网络运营商,他们不需要不断投入巨额的新主机研发费用,而只需要拿这笔费用中的很小一部分去升级自己的服务器就可以了,但是达到的效果却是相差无几的。而对于用户来说,他们可以省下购买主机的开支,但得到的却是顶尖的游戏画面。
也就是说,云计算会使设备的“运算主体”部分剥离开来,这就使我们的设备成本大幅降低,而且运算效率大大提升,这样机器和人都可以轻装上阵。
而在云计算安全方面,有一点需要强调的是,云计算的使用者越多,每个使用者就越安全。因为如此庞大的用户群,足以覆盖互联网的每个角落,只要某个网站被挂马或某个新木马病毒出现,就会立刻被截获。所以,至少从目前阶段来看,云计算的安全还只是时间问题。
综上所述:云计算的本质就是人们大脑容量被大大扩充了,仅从这个角度来讲,它带来的变化肯定是巨大的。另外,中国人讲究大形无相、大象无形的境界,而云计算就是这种哲辩思想的最好说明。