OFCOMPUTINGTECHNOLOGY HHPPCC和和云云计计算算 －－兼兼谈谈应应重重视视计计算算机机系系统统研研究究 李李国国杰杰，，中中科科院院计计算算所所 22001100..1100..2299 云云计计算算的的市市场场很很大大 
赛迪顾问最新研究显示，国内2010年数据中心与云计算应用市场规模将分别达到839亿元和119亿元，同比增长率分别达到17.8%和29.5%。
预计到2012年，中国数据中心和云计算应用市场规模将分别达到1170亿元和213亿元。
IDC预计：未来五年内亚太地区在IT云服务上的支出将增长4倍，2014年达到46亿美元。
整个亚太区2010-2014年的年均复合增长率将达到40%以上。
2010年10月20日，Gartner公布了2011年十大战略技术，云计算位居首位。
目前全球有1000多万台数据中心的服务器还不是以云的方式工作，还有3000多万台服务器不在托管中心，发展空间很大。
国国内内数数据据中中心心市市场场 云云计计算算的的优优势势 Patterson:云计算技术和商业模式的优势在于：1)给人以可按需立即获得无限计算资源的想象2)消除云用户的预先承诺，有利于企业从小开始3)可根据短期的计算资源需要付费，不需要时就可释放资源. 过去几年puting没有成功是由于不能全部满足以上三个条件。
例如Intel公司2000-2001年的计算服务需要签订长期服务合同而不是按小时付费。
长距离网络带宽成本的下降比其他条件慢很多。
云服务提供商可能采取新的办法降低大规模数据传送的成本，比如可以采用邮寄快递到数据中心（邮政系统是目前带宽最大的网络系统） BBeerrkkeelleeyy白白皮皮书书对对云云计计算算的的积积极极评评价价 云计算很可能像制造商对硬件工业的带来的影响一样影响软件业。
TSMC这样的foundry可以使nVidia这类Fab-less公司在芯片业取得成功，而不需要拥有现代半导体生产线。
同样，云计算可以摊销许多“无数据中心”(Datacenter-less)的公司取得成功。
如1000台服务器工作1小时的成本与1台服务器1000小时相当。
资源的这种弹性使得用户不必为扩展花费多余的成本，这在IT历史上是史无前例的变化。
构建并操作一个极大规模、商用低成本的数据中心是云计算的关键，因为在非常大经济规模的情况下，可使电力、网络带宽、操作、软件及硬件等成本降低5~7倍。
对对云云计计算算的的乐乐观观预预期期 云计算将扩大HPC服务范围。
随着虚拟化技术的提高,通信延迟降低，紧耦合的计算将在更大范围内具有吸引力。
多数人认为计算是达到某一目的的工具而本身不是目的。
云计算可以使我们熟悉的桌面工具和人机界面潜移默化地改变与扩张，可使计算和分析扩展到科研工作者每天工作的环境。
DanReed：云计算使得计算和海量数据特别便宜，云平台最终将取代传统的HPC基础设施。
成功的技术是不可见的技术。
如果主机（mainframe）是跳棋，PCan和是象棋，云计算则是要眼光全局的围棋。
对对云云计计算算的的另另一一种种声声音音 OracleCEOEllison：“云计算有趣的地方在于我们已经重新定义了云计算以将所有我们已经做的东西都包含进来...我不明白我们在云计算下会做什么不一样的事情，除了改变我们的一些广告用词以外。
” Free软件创始人RichardStallman：“这样是愚蠢的，比愚蠢还糟糕：这是一个市场炒作活动。
有人说这是不可避免的——无论何时你听到有人这么说，很有可能是商业活动使它成真的。
” Patterson：我不采用“Xasaservice”(XaaS)”这种术语，X可以是硬基础设施、硬件和平台。
我不清楚它们之间的严格的差别在何处。
今今天天的的数数据据中中心心与与未未来来的的HHPPCC 云计算的易用性会影响传统的HPC计算模式。
传统的排队批处理方式很难实现按需即时响应的科学计算，Ondemand的云计算给HPC提供了更易交互的计算模式。
如同是几年前用大众化的PC服务器搭建集群以及最近用GPU加速科学计算一样，云计算对于HPC也是一次模式转变（gamechangers）。
构建百万节点数量级的数据中心与今天构建petascale及今后构建exascale的系统有许多相同的困难。
Dr.Reed认为他们是一对“双胞胎”。
共同的挑战包括高速互连、存储分层(包括flash,PCM等）异构多核处理器、系统可靠性和恢复能力、机柜、冷却、能耗效率、和编程等等 今天mega-datacenter的经验将可用于未来的exascale超级计算机设计。
云云计计算算是是超超级级计计算算中中的的新新发发展展 对高性能计算（HPC）而言，云计算并不是一个新的概念。
事实上，已经发展近30年的超级计算中心也是一种早期的云计算模式：昂贵的计算资源集中部署，多个领域的用户通过互联网远程使用计算服务并依据使用量支付费用。
但这种HPC服务和当前所谈论的云计算又有着一些明显的区别，如没用充分采用虚拟化技术、没有良好的用户界面等。
位于高端计算和桌面计算之间的众多对高性能计算有潜在需求的用户。
调研表明，阻碍这些潜在用户使用高性能计算的主要障碍包括：缺乏HPC人才、建设和运维的成本以及使用HPC应用的复杂度。
而云计算正是应对这些挑战的最佳途径。
云计算将扩大HPC服务的范围.随着虚拟化即时的提高,通信延迟降低，紧耦合的计算将在更大范围内具有吸引力。
传传统统HHPPCC平平台台与与““HHPPCC云云””的的区区别别 资源管理 传统架构 云架构 作业管理系统：为作业找资源，只管理处理器、应用软件 为用户、作业进行动态地资源创建和回收，管理处理器、内存、存储、网络和应用软件 虚拟化用户管理平台支持数据存储用户使用 不支持 独立的用户管理系统，用户无法独享资源 无法修改已安装平台，无法动态修改 没有备份机制，不支持异构存储无资源审批流程，无法自定义资源配置 服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化 统一用户管理，用户可以独享资源 可以同时支持多种平台，可以动态修改 完善的备份、恢复机制，支持异构存储平台 审批、拒绝、预留机制，可以自定义资源平台、软件等 云云计计算算还还不不适适合合做做尖尖端端的的超超级级计计算算 DanReed：云计算绝对不是为特定目的构造的性能顶尖计算机的替代品。
如果一种petascale计算需要极低的任务间通信延迟，今天的云计算肯定不适合。
但是对于大多数使用较小规模设备的研究者，云计算是有吸引力的替代品. 目前的云模型并不支持顶尖的超级计算。
动员grandchallenge应用的人做云计算就如同要说服驾驶第一方程式赛车的深受去乘公共汽车。
HPC主要执行计算密集型的任务，CPU的利用率已经很高虚拟化技术对提高HPC的CPU利用率作用不大。
目目前前的的云云计计算算做做HHPPCC效效率率较较低低 基于云计算理念来构建超级计算中心，除了满足传统的或现有的HPC用户需求外，更重要的是创造并吸引众多新领域的用户。
美国德州先进计算中心（TACC）的EdwardWalker对AmazonEC2上HPC应用的性能表现进行了研究，应用选择常用的基准测试程序NPB，测试结果表明：几乎相同的硬件条件下，对OpenMP版本的8个测试程序EC2性能下降7%至21%不等，MPI版本性能则下降40%至1000%不等。
虚拟化对计算密集型（如果数据能全部放进内存）应用的影响很小，而I/O密集型应用的性能则会有一定下降 在在AAmmaazzoonnEECC22上上运运行行MMPPII性性能能不不高高 Performanceisbelowthelevelseenatdedicated,putercenters,however,performanceparablewithlow-costclustersystems. Significantperformancedeficiencyarisesfrommessagingperformancewherelatenciesandbandwidthsarebetweenoneandtwoordersofmagnitudeinferiortoputercenterfacilities. System latency uni-bw bi-bw LAM 81.20μs57.85MB/s 81.98MB/s GridMPI 83.46μs54.60MB/s 77.07MB/s MPICH2nem300μs15.72MB/s 26.08MB/s MPICH2sock85.87μs58.49MB/s 83.42MB/s OpenMPI300μs16.44MB/s 17.99MB/s －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ LAM/ACES35.83μs117.64MB/s 198.59MB/s ---MITConstantinosEvangelinosandChrisN.HillCCA-08paper 核核心心问问题题是是突突破破计计算算机机系系统统技技术术 目目前前推推广广云云计计算算的的重重点点在在转转变变商商务务模模式式 用用户户感感觉觉到到的的云云计计算算的的好好处处主主要要是是减减少少购购买买硬硬件件软软件件的的信信息息化化开开支支，，更更好好地地满满足足动动态态变变化化的的需需求求，，降降低低用用户户端端软软件件升升级级的的维维护护成成本本和和管管理理成成本本。
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这这种种好好处处主主要要来来自自商商务务模模式式的的转转变变，，其其核核心心技技术术是是虚虚拟拟化化技技术术。
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目目前前数数据据中中心心转转向向云云计计算算平平台台的的动动力力主主要要是是服服务务器器的的统统计计复复用用，，可可以以降降低低数数据据中中心心的的运运行行成成本本，，提提高高服服务务器器和和海海量量存存储储的的利利用用率率，，其其关关键键技技术术也也是是虚虚拟拟化化技技术术。
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虚虚拟拟化化技技术术是是一一种种相相对对门门槛槛较较低低的的技技术术，，因因此此各各大大公公司司和和各各地地政政府府都都可可以以在在较较短短时时间间内内建建立立““云云计计算算平平台台””。
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实实际际上上真真正正支支持持云云计计算算的的是是计计算算机机系系统统技技术术，，这这些些技技术术用用户户看看不不见见，，媒媒体体也也很很少少宣宣传传。
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与与李李开开复复的的会会面面 用用户户感感觉觉不不到到的的云云计计算算技技术术 云云计计算算系系统统的的本本质质可可以以看看成成是是：：资资源源虚虚拟拟化化++并并行行计计算算 云云计计算算不不等等于于虚虚拟拟化化。
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虚虚拟拟服服务务器器并并不不能能组组成成一一朵朵云云，，云云计计算算的的能能力力远远远远超超出出一一般般的的虚虚拟拟化化解解决决方方案案。
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并并行行技技术术是是藏藏在在云云计计算算背背后后的的核核心心技技术术，，也也是是GGoooogglele等等云云计计算算公公司司具具有有竞竞争争力力的的关关键键技技术术。
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各各个个层层次次的的互互连连网网络络在在数数据据中中心心起起到到一一个个非非常常核核心心的的作作用用，，其其作作用用可可能能超超过过服服务务器器本本身身。
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虚虚拟拟化化技技术术已已经经开开始始改改变变企企业业对对服服务务器器、、操操作作系系统统以以及及计计算算资资源源的的重重新新部部署署，，甚甚至至导导致致全全新新的的IITT管管理理模模式式，，这这一一变变化化无无疑疑将将对对操操作作系系统统产产生生重重大大影影响响。
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云云计计算算的的挑挑战战与与机机遇遇 ——引自Berkeley白皮书 计计算算机机系系统统技技术术面面临临转转折折性性挑挑战战 计算机系统结构（Architecture)的概念是从上世纪60年代研制IBM360时提出来的，重要的贡献是区分了硬件与软件，定点与浮点，提出了系列计算机的概念，这些概念一直沿用至今。
现在和未来的云计算的workloads的特征与过去HPC、事务处理等应用有很大区别，从新的应用中（大量网络服务）应归纳出新的基本指令集。
今后决定一个云计算平台是否能存活不是光看虚拟化技术，而是看它的资源利用率，成本和可靠安全等系统因素。
认为计算机系统技术已经差不多了，国家可以不支持了，是一种非常缺乏远见的判断。
把对云计算的支持偏重于中间件也是一种片面的政策。
高效可靠的后台设备是云计算的关键。
计计算算机机系系统统研研究究的的基基本本问问题题 如果你问Patterson等国外学者:”你是研究什么的？“他们一般会简洁地回答：”System”。
我国计算机学者一般很少讲自己是研究系统的。
研究计算机系统的学者关心什么？ 计算机系统研究关注的主要问题包括： 计算机指令系统 适应各种应用的系统结构（通用与专用）资源利用的效率（包括虚拟化技术）计算机使用的方便性和灵活性编程的效率(尤其是并行变成）计算机的性能和可扩展性系统的可靠性与安全性 目前的云计算只涉及其中少数问题，许多基本问题有待解决。
降低计算机生命周期的总成本 减少计算机的能耗 改改变变计计算算机机系系统统技技术术的的研研究究方方向向 安全性 成本 可靠性 计计算算机机系系统统研研究究最最基基本本的的问问题题————满满足足应应用用需需求求的的计计算算资资源源配配置置 计算存储 通信 各种 应 用 计计算算机机应应用用的的““昆昆虫虫悖悖论论”” 用一句话概括21世纪信息技术的发展趋势就是“为大众计算(ComputingfortheMasses”)。
数十亿用户和各行各业的应用需求一定千差万别。
日本东京大学的坂村健教授曾把PC机、手机和物联网的应用种类分别比喻成哺乳类动物(2万种）、鱼类（3万种）和昆虫类（100万种）。
计算机系统如何满足如此多的应用。
为每一种应用设计一种专用芯片和系统对供应商不经济，采用同一种通用计算机对用户而言效率不高。
通用和专用是计算机系统发展中永恒的矛盾，也是最大的挑战。
可重构芯片可计算机，可复用的软硬件模块是计算机系统研究的追求目标。
虚拟化技术也是解决此矛盾的途径之
一 云云计计算算是是MMRRMMTT系系统统 我们可以仿照Flynn的计算机分类，将计算机系统按资源自治域（Resource)－任务(Task）分成4类（资源自治域的概念是借用互联网自治域的提法，需要认真定义和研究） SRST（单资源单任务系统）1对
1,如低端手机SRMT（单资源多任务系统）1对多，如mainframeMRST（多资源单任务系统）多对
1，如某些HPCMRMT（多资源多任务系统）多对多,如云计算 人们常说网格是多对1的系统，云计算是1对多的系统。
实际上云计算的后台有许许多多资源，很难在一个操作系统控制之下，是一个典型的多对多的系统。
数据中心的庞大的计算、存储资源如何高效的调配是计算机系统研究的大问题。
关键是资源是不是在统一的调度系统管理之下。
未未来来互互联联网网、、物物联联网网、、泛泛在在网网和和云云计计算算 云计算 泛在网 未来互联网 物联网 网网络络问问题题逐逐渐渐变变成成计计算算机机系系统统问问题题 
电信业正在进入”后电信时代。
通信技术与业务正在趋向计算技术与应用；计算技术与应用正在趋向网络与服务提供，CT、IT正在真正走向融合。
联通研究院将这种融合模式称为“公众计算通信网（PCCN）“ 在原有公众通信网的接入、交换、路由、传输要素的基础上，公众计算通信网还将实现计算处理能力、虚拟分配、调度管理以及业务开发等主要技术。
华为、中国移动等公司正在大量吸收懂系统结构的高端计算机人才。
既懂计算机系统又懂通信协议的人才是目前最稀缺的人才。
我国通信和计算机教育的分离不利于人才培养 通信领域两院院士陈俊亮教授到计算机学会担任服务计算专业委员会主任可看成一个标志性的事件。
计计算算机机系系统统的的难难点点在在并并行行处处理理 并行处理已研究了几十年，论文多如牛毛，但进展不大。
云计算号称用1000台服务器工作1小时的成本与用一台服 务器工作1000小时相当。
问题是效率怎样，如果只完成了单服务器的1/10工作，仍然不合算。
并行计算最关心的“如何提高计算机的性能和效率”，这个问题从来没有改变，但答案在不断变化。
影响并行效率的障碍一是编程（人工效率），二是通信延迟与带宽。
“带宽墙”可能比“存储墙“和“功耗墙”更高。
历史上计算机设计的匹配规律是完成一次浮点运算需要保证一个字节的供数能力。
目前主流CPU的运算速度与供数带宽之比是1：0.3-0.5，即100Gflops的芯片需要50GBps左右的内存带宽（4~8个DDR3)。
GPU芯片一个字节供数要完成十次以上浮点运算，典型的“茶壶煮饺子”。
Generalpurpose XPU处理器核体系结构 CPU(Intel,AMD) XPU(Loongson) XPU=CPU+DSP+MPU+GPU 带宽墙的解决方案 GPU(nVidia,ATI) ICTConfidential Efficienc y 28 ““互互连连为为王王””——数数据据中中心心现现状状 互互连连带带宽宽和和延延迟迟是是必必须须啃啃下下的的硬硬骨骨头头 未未来来的的数数据据中中心心需需要要与与目目前前主主流流服服务务器器不不同同的的计计算算机机系系统统来来满满足足云云计计算算的的要要求求。
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数数据据中中心心需需要要具具有有大大量量接接口口的的网网络络交交换换器器，，其其价价格格远远远远高高于于市市面面上上流流行行的的交交换换器器，，比比普普通通交交换换器器对对分分带带宽宽ttioionnbbaannddwwididtthh））高高1100倍倍的的交交换换器器的的价价格格要要高高出出110000倍倍。
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目目前前的的以以太太网网技技术术无无法法让让数数据据的的传传输输速速率率超超过过每每秒秒110000GG，，主主要要因因为为没没有有这这么么多多的的能能量量来来给给提提供供这这种种数数据据传传输输速速度度的的网网络络系系统统提提供供电电力力和和进进行行冷冷却却。
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33DD芯芯片片和和使使用用硅硅基基光光电电子子学学来来制制造造低低成成本本、、集集成成、、传传输输速速率率达达TTBB级级的的互互连连是是解解决决互互连连问问题题的的希希望望 oorreeIIssBBaaddNNeewwssFFoorroommppuutteerrss Throughput=Concurrency/LatencyExploitingparallelismExploitinglocality Multi-coreCannotDeliverExpectedPerformanceasItScales “TheTroubleswithMulticores”,DavidPatterson,IEEESpectrum,July,2010 “MulticoreIsBadNewsForputers”,SamuelK.Moore,IEEESpectrum,Nov,2008 I/O为中心的处理器体系结构 HT,PCIEDMAController •以互联网络应用为代表的高吞吐率计算成为主流 •处理器设计阶段：计算为中心->存储为中心->I/O为中心 •面向I/O为中心的结构 提升I/O系统在处理器存储层次中的位置，使I/O系统高于处理器二级cache 优点：能够利用片上二级cache来减少对内存访问，提高性能 应用于龙芯3号设计，测试表明：SSD磁盘访问性能提高了40%，相对Intel平台有15%的性能提高 •相关文章发表于IEEEMicro2009、HPCA’2010 DMAControllerHT,PCIE PCI... P0P1P2P3 m1m2m3m4 m0 6*6X1Switch m5 s0 s5 s1s2s3s4 S0S1S2S3 5*4X2SwitchMC0MC1 图：四核龙芯3号结构 挖挖掘掘并并行行性性是是计计算算机机系系统统的的巨巨大大挑挑战战 时间器件计算速度 并行度内存容量功耗用途 2020年 2030年 2050年 CMOS 纳米量子器件量子、生物分子 Exaflops(1018)Zettaflops(1021)>Yottaflops(1024) 108-925PB 1010－1012EB(1018B) 1013－1015ZB(1021B) 40MW 核聚变模拟蛋白质折叠等 MW 地球模拟生命科学等 MW MEMS优化脑科学模拟等 2010 2020 2030 2050 这这一一场场““并并行行革革命命””可可能能失失败败 人生三件很不愿做又不得不做的事：纳税、死亡，并行处理！ 2007年1月，Stanford大学校长，计算机体系结构领域的权威学者JohnHennessy在ACM杂志上指出:“当我们谈论并行性和轻松地使用真正的并行计算机时，我们是在谈论一个计算机科学家面对的最困难的问题，如果我在计算机企业，我将感到恐慌。
” IT产业从一个高成长的产业变成一个等待替代产品的产业，我们怎么办？如果软件不能有效地利用几十甚至上千个片内CPU核，计算机就不可能更新换代了，这是一个巨大的危机。
被被扔扔进进历历史史垃垃圾圾桶桶的的并并行行计计算算机机 信信息息为为什什么么这这么么““重重””？？——解解决决计计算算机机功功耗耗问问题题的的联联想想 假设要传送200TB的数据从北京到西安（1200公里），按200GB的硬盘一公斤计算，大约一吨重，按目前货运市价每吨公里）0.1元左右计算，运费大约120元，加上其他开销不会超过500元。
若是用租用1Gps的专线，年租费70－180万元，按天算2000－5000元，每天满打满算可传送约10TB，需要20天，租金需要2－10万元。
这就相当于火车运送硬盘的“原子”只有1吨重，但需要送过去的“BIT”按运费算超过100吨，BIT比原子“重”100倍。
如果把全国的网络带宽增加100倍，即从10Gb到1Tb,可能全国发的电一半要用在网络上（现在占5％左右） 降低系统功耗的多种途径—途径非常多意味着没有找到真正的途径 如何降低运算所消耗的功耗？ P=KCoutVdd2fclk/2＋IscVdd＋IleakVdd LayerSystemArchitecture LogicCircuit TechniqueSystemshutdownDynamicvoltage&frequencyscalingAlgorithmselectionCompileroptimizationDatarepresentationParallelprocessingwithlowvoltage CachedesignBusencodingOperandisolationLogicsynthesisClockgatingTechnologymappingPathbalancingLowswingclockMTCMOS,VTCMOS,DTCMOSPowergatingDevicestacking Reductions41%~99%10%~73% 33%13%~20%13%~32%51%~80%20~80%15%~48%30%~40% <70%20%~75% <47%9%~41%30%~63%20%~80%<100%1%~56% FactorsV,kV,fkkkV,C,fV,C,fkkC,kkC,kC,kVIleakV,IleakIleak References[CSB94,CIC94] [SEO05][OY94][Lee00][yu02][STD94][CSB92][Yang02][BAF94,PR95][Lyuh02][Banerjee06][Munch00][Hsu02][IP94][TMA95][Li02][Monica03][LM93][TAM93][Kim01][BCH94][ELE00][HK98][Li99][Far97][Tad96][David02][Halter97][Rahul03] 龙龙芯芯33BBCCPPUU在在性性能能功功耗耗比比上上达达到到了了目目前前世世界界先先进进水水平平 芯片型号 频率(GHz) 工艺(nm) 核数 Die面积(mm2) 功耗(W) 双精度浮点峰值 (GFLOPS) 性能功耗比(GFLOPS/W) IntelCorei7980XE3.2326 240 130 107.55 0.827 IntelSandyBridge3~4288 370 130 256 1.96 AMDOpteronX12 2.44512 346 130 152 1.16 IBMPower7 3~4.1458 567 100 264.96 2.64 IBMPowerXCELL3.2459 221 80 100 1.25 FujstuSPARCfxVIII2.2428 513 50 128 2.56 龙芯3B 1.0658 300 40 128 3.2 可可靠靠性性设设计计面面对对的的科科学学问问题题 自测试自诊断自修复—3S原理 如何在由数十亿个元件组成的芯片上构造稳定可靠的系统？ 缺陷容忍 成品率
可靠性 故障容忍 “Killer”缺陷 制造周期 高能粒子、电源噪声、温度波动“Latent”缺陷 生命周期 计计算算机机系系统统必必须须解解决决存存储储层层次次问问题题 •L1cachereference:•Branchmis-predict:•L2cachereference:•Mutexlock/unlock:•Mainmemoryreference•Compress1KByteswithZippy•Send2KBytesover1work•Read1MBsequentiallyfrommemory•Roundtripwithindatacenter•Diskseek•Read1MBsequentiallyfromdisk•SendonepacketfromCAtoEurope 0.5ns5ns7ns25ns100ns3000ns20000ns250000ns500000ns1000000ns2000000ns15000000ns 龙龙芯芯XXPPUU体体系系结结构构--GGSS446644VV 功能强大的向量运算部件 　每个核两个256位向量部件　新增300多条SIMD指令(Linpack, FFT,filter,media……) 专门的数据通道 　VR、L2、MEM之间的专门链路，类似DMA 　运算和数据引擎并行 　数据传送过程中的重构：矩阵转置、FFT位反、媒体墒解码…. 融合通用性与运算效率 　Linpack效率>90%，　FFT效率>85%，　单核1080p的H.264解码>100帧/秒 　在HotChips’2010上发表 VRL1 L2 MEMORY41 互互联联网网不不同同于于电电网网 对云计算的技术转换意义讲述最明白的书是NicholasCarr写的“TheBigSwitch”,国内翻译成“IT不再重要”。
如同小型（直流）电站必然转变为大型（交流）电站一样，个人电脑必将让位于公共运算时代。
但云计算与电力网的不同，电力网只送能量不传送应用，所有的应用都是客户的责任；而信息服务应用可以通过网络传送。
电脑运算比发电更具模块性，数据存储、处理、传送可分拆成不同的服务。
由不同公司提供，减少供应方的垄断。
云计算使万维网确实变成了万维电脑，成为我们感官和心灵的延伸。
GGooooggllee的的系系统统架架构构 Google最大的优势在于它建造了既性价高(并非廉价)又能承受极高负载的高性能系统，具有较高的成本优势。
其IT系统运营成本约为其他互联网公司的60%左右。
同时Google程序员的效率比其他Web公司同行们高出50%～100%，原因是Google已经开发出了一整套专用于支持大规模并行系统编程的定制软件库。
GGooooggllee达达拉拉斯斯数数据据中中心心 •占用了附近一个180万千瓦（长江三峡发电站的1/10)水力发电站的大部分电力输出,利用河水冷却服务器。
GGooooggllee模模块块化化标标准准集集装装箱箱 •每个机箱装有30个机架，1160台服务器，每个机箱（？）的功耗250KW，便于快速部署，降低对机房基建的要求。
网上公开的Google技术 Google的每个服务器机架内部连接每台服务器之间网络是100M以太网，在服务器机架之间连接的网络是1000M以太网。
目前Google已经在全球运行了38个大型的IDC中心，超过300多个GFSII服务器集群，超过80万台计算机。
Google所拥有的八十万台服务器都是自己设计打造的，Google认为这是公司的核心技术之
一。
每个服务器刀片自带12V的电池来保证在短期没有外部电源的时候运行 改改变变不不触触动动““核核心心技技术术””的的科科研研模模式式 获获图图灵灵奖奖的的与与系系统统有有关关的的计计算算机机科科学学家家 2009Thacker,CharlesPAltoputer,. 2008Liskov,Barbarafaulttolerance,andputing. 2007Clarke,EdmundM，Emerson,EAllen，Sifakis,Joseph effectiveverificationtechnology 2006Allen,Francespilertechniques 2005Naur,PeterALGOLpiler 2004Cerf,Vinton，Kahn,RobertEworking,TCP/IP 2002Adleman,LeonardM.Rivest,RonaldL，Shamir,Adi  public-keycryptography 1997DouglasEngelbartmouseGUI 1992BulterLumpsonPCenvironment 1990FernandoJ.Corbato资源共享的计算机系统开发 1987JohnCocke开发RISC计算机 1983KenThompson、DennisM.RitchieUNIX操作系统。
1967MauriceV.Wilkes存储程序的计算机 1966A.J.Perlis先进编程技术和编译架构 请批评指正！