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从“计算机”到“云计算”,算力的未来无限可能

分类:IT吧 时间:2023-08-13 09:43 浏览:188
概述
在刘慈欣的科幻小说《三体》中,曾描绘了这样的一个桥段。小说虚构了宇宙中存在一个由三个恒星构成的稳定运行系统,生活在内部的三体星人需要掌握恒星运行规律来躲避灾难。为了解决三体问题,穿越到古代的冯·诺伊曼向秦始皇展示了新型的计算工具,在冯的指挥下,三个士兵构成一个组,两人用白旗和黑旗代表1和0负责输入信号,还有一个输出信号,除了输入信号的两人都举黑旗之外,其余情况都举白旗。三个人组成一个计算机部件“与门”,在这个系统中,两个输入为1时,输出
内容

在刘慈欣的科幻小说《三体》中,曾描绘了这样的一个桥段。


小说虚构了宇宙中存在一个由三个恒星构成的稳定运行系统,生活在内部的三体星人需要掌握恒星运行规律来躲避灾难。为了解决三体问题,穿越到古代的冯·诺伊曼向秦始皇展示了新型的计算工具,在冯的指挥下,三个士兵构成一个组,两人用白旗和黑旗代表1和0负责输入信号,还有一个输出信号,除了输入信号的两人都举黑旗之外,其余情况都举白旗。


三个人组成一个计算机部件“与门”,在这个系统中,两个输入为1时,输出为1,其余情况为0,代表了计算机部件的“与”、“或”、“非”的信号逻辑。接下来,冯训练了三千万这样的士兵组成了一个运算系统,一千万个组件构成了占据三十六平方公里的复杂的运算机器,黑旗和白旗在指挥下此起彼伏,构成了一个精密的人形计算机。


小说如此向读者们展示了在宏观视角下计算机的运算逻辑。现实中的计算机要远比小说里体积更小、系统更复杂、计算过程要更加快速精准。


计算机的算力能力突飞猛进


世界上第一台计算机埃尼阿克(ENIAC),诞生于1946年2月14日,美国宾夕法尼亚州。它由18000多个电子管组成体重达30多吨,占地有两三间教室那么大,每秒钟可进行5000次运算。


如今一台顶配的家庭电脑便可轻松超越,它们每秒钟运算次数可达到两亿五千万次到三亿五千万次之间。我国18年5月自主研发的超级计算机神威E级计算机的运算能力更是突破数百亿亿次运算,这更是如今普通笔记本电脑运算速度的100万倍。


1958年,世界上出现了第一个集成电路(芯片),半导体行业的发展使芯片成为计算机算力的载体;到了20世纪七八十年代,芯片技术在摩尔定律的支配下,体积变小的同时算力却在不断提升;1981年,世界上诞生了第一个个人PC,这意味着计算机进入家用领域。


美国学者尼古拉斯·尼戈洛庞蒂在《数字化生存》表示,“计算,不再只是与计算机有关,它还决定我们的生存”。1996年,美国IBM公司生产了一台国际象棋电脑,它在1997年就战胜了国际棋王卡斯帕罗夫。彼时,围棋还被认为计算机难以打败人类,然而在2016年,由美国谷歌公司开发的阿尔法狗人工智能机器人,通过“深度学习”的原理,60局连胜中日韩数十位围棋高手。


计算机的算力能力正在不断突破人们的想象。如今,计算机的算力正在不断应用于政务、传媒、工业、影视等领域。


算力上云是时代需求


以芯片为核心的现代计算机应用场景正在不断拓宽。除了计算机体积变小带来了便捷以外,还在于计算机运算能力的提高,或成为“算力”。


随着算力的发展应用,人们在pc上可以看4K电影,听高保真音乐,玩3D游戏,也可以完成工业制图,这些都离不开算力基础下的数据和信息的转换,但是计算机的单体算力在成本控制和性能提升上总会存在着一定的局限性。


随着时代的发展,云计算登上了算力发展的舞台。“云”实质上就是网络,“计算”就是算力,“云计算”的本质是将大量零散算力资源进行打包、汇聚、实现高可靠、高性能、低成本的算力。


云端算力正不断突破应用场景的局限。以影视产业为例,后期制作人员为了让电影、电视剧中的特效能够流畅逼真地展现在显示屏前,往往在成片前会对样片进行渲染。像知名的《玩具总动员》、《怪物公司》或《疯狂动物城》这类动画作品的2D呈现都是在3D软件建模后渲染形成。


渲染的实质就是对大量数据的处理,如今大量的影视作品都依靠云渲染,虽然单体电脑都也具备一定的渲染能力,但用于高性能渲染的电脑比较昂贵、耗时较长、且灵活性较低。而云渲染往往采用了并行计算的过程,将数据上传后,数据的处理通过成百上千台计算机,大大提升了单机电脑数据处理的上限,在保证渲染质量的同时,降低了渲染工作的时长,通过“渲染工作外包”的方式,也节省了工作室影视制作的成本。


算力网络使得算力迎来跨越式发展


随着算力入网,云服务迎来了更多的应用场景。云计算”服务就是指通过互联网、以按需服务的形式提供计算资源。这样企业或个人无需自行采购、配置或管理资源,只需要为实际使用的资源付费。这被视为计算机网络领域的一次革命,因为它的出现,社会生活方式和商业模式发生了深刻的变化。


我们以移动云为例,移动云是中国移动涉云业务主入口,中国移动首次提出算力网络概念,中国移动致力于打造以算为中心、网为根基,网、云、数、智等多种信息技术深度融合的算力网络,推动算力成为与水、电一样,可“一点接入、即取即用”的社会级服务。移动云算网服务应用场景迎来跨越式发展。


在中国移动算力网络概念的影响下,影视产业迎来发展。在浙江横店,全国有三分之二的古装片在此拍摄,其中,影视作品的渲染需要巨大的算力支撑。在移动云和浙江移动的联手下,影视作品可上传至贵州、内蒙古等西部地区进行处理,降低客户投入成本。中国移动积极在西部建设影视渲染中心,为东部地区的影视产业提供影视渲染服务,基于移动云新疆克拉玛依的算力资源,移动云打造了全国规模最大的影视动漫渲染基地,目前已为《大秦帝国》《大笑江湖》《赛尔号》等电影及动画提供渲染支撑。


算网服务更能应用于工业、医疗、政务等多个领域。比如湖北马应龙眼霜膏的制作,在中国移动“5G+边缘计算”的帮助下,生产设备可以通过各类传感器将此采集到的数据传到边缘计算平台,平台就能实时监测工艺流程、环境能耗和成品质量,降低人员工作量。在医疗方面,四川内江通过移动云制作的医学影像大数据平台,全市的医学影像数据实时汇聚、互联互通,实现数据共享和结果互认,减少患者重复检查,同时也大幅提升了诊断效率。


由此可见,“算力网络”能够大大降低各行业为算力需求而支出的硬件成本,实现了客户算力服务的按需购买。“算力网络”所提供的服务也成为普通人的福音,随着“云”服务的普及,云游戏、云教育、云办公等应用渐渐“飞入寻常百姓家”。


算力在云的加持下,更加深入地融入到政务、工业、教育、医疗等各行各业中。云计算的未来便是构建一个“以算为中心,网为总线”的超级计算机,这需要在全国范围内实现算网资源覆盖和一体化调度机制,构建“算网大脑”,并最终实现“云计算”服务的融合类全业务支撑。


随着以移动云为代表的国内云服务商的共同努力,算力网络的应用场景不断地开花结果,更多创新业务和应用场景正在不断涌现,数字社会迎来深刻变革。一个“算力成为水电一样一点接入、即取即用”的时代即将到来。


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