BUSINESS BOOKS

5.3　硬件平臺發展趨勢

儘管運算成本大幅減少，但是IT基礎設施佔企業預算的比例卻在上升。為什麼？原因是運算服務和軟件價格上升，在其他成倍下降的同時運算和通信成本上升。例如，員工所使用的應用程序，需要更高性能和更昂貴的硬件（便攜電腦、臺式電腦、移動設備）。

公司也面臨一些新的挑戰。它們需要將信息整合至不同的應用程序、不同的平臺（電話、遺留系統、內部網、互聯網、臺式電腦和移動設備）。企業需要建立具有彈性的基礎架構，以便可以應付負荷峰值、黑客襲擊和電腦病毒。企業需要提高服務水平去適應增長的客戶和員工的要求。軟件和硬件平臺都面臨這些挑戰。

5.3.1　新興的移動數字平臺

正如網絡運算的上升，新型的移動運算平臺已經興起。移動通信設備，例如黑莓和iPhone已經具有很多便攜式電腦的性能，包括數據傳輸、瀏覽網頁、收發郵件、傳送信息、數據顯示以及與公司內部進行數據交換。新的移動平臺還包括小型的、低成本的網絡筆記本 （netbooks），可以無線通信和網絡接入，並具有文字處理和電子書功能。越來越多的業務運算從PC和臺式電腦轉移至這些移動設備。管理者越來越多地使用這些設備與員工進行協作和通信。

5.3.2　網格計算

網格計算 （grid computing）把分散在不同地理位置的電腦聯繫在一個單獨的網絡裡，將電腦性能組合在一起，組織成一個虛擬的超級計算機。美國的大多數電腦在其運作時中央處理器平均只被利用25%，網格計算的優勢在於可以將剩下的這些資源用於處理額外的工作。在高速互聯網連接使公司可以比較經濟地將電腦連接在一起並且傳輸大量數據之前，網格計算是不可能實現的。

網格計算需要軟件程序控制和分配網格上的資源。客戶機通過軟件和服務器通信。服務器通過軟件將數據和程序分成若干塊並打包送到網格客戶機上。客戶機可以在後臺運行網格程序從而進行正常的工作。

企業使用網格計算可以降低成本，使計算靈活並快速。例如，英荷殼牌集團正在使用一種網格計算平臺使其通過模型應用程序更加精確地找到最好的石油儲地。這個平臺連接了1024臺Linux系統的IBM服務器，形成了一個世界上最大規模的Linux超級計算機。網格調節了這一類企業所特有的數據規模的波動。英荷殼牌集團使用網格分析地震數據，幫助其技術人員精確地找到新的石油儲地。

5.3.3　雲計算和效用計算

在本章前面部分，我們介紹了雲計算、硬件和軟件通過互聯網發揮性能並提供服務。客戶機（包括臺式電腦、筆記本、網絡本、娛樂中心和移動設備）通過網絡上傳數據，並永久儲存在遠程大型數據中心的服務器上。例如，Google Apps提供的普通企業應用程序可以通過網絡瀏覽器進入，軟件程序和用戶數據被儲存在服務器上。

使用雲計算的企業一般沒有自己的基礎設施，不需要大量的投資去購置硬件和軟件。它們只需要付費給遠程服務商購買自己所需要的計算能力。一般按需計算 （on-demand computing）和效用計算 （utility computing）用來形容這一類服務。

一些分析師相信雲計算代表著企業提供的企業計算將個人數據中心從“雲”中移除的重大變化。這仍然是爭論的焦點。雲計算越來越多地吸引了那些沒有能力購買硬件和軟件的中小企業的注意。大企業仍然在為自己獨特的業務過程做大量的投資去購買複雜的專有系統。最常見的方案是混合運算模式，企業使用自己的基礎設施處理核心業務而使用雲計算處理次要的業務。雲計算逐漸將企業從固定基礎設施轉移至靈活的基礎設施，一些屬於企業，一些從硬件供應商龐大的計算機中心租用。

5.3.4　自主計算

今天的計算機系統變得越來越複雜，一些專家相信將來也許難以管理。隨著擁有幾百萬行代碼的操作系統、企業軟件和數據庫軟件，還有幾千臺網絡設備組成的龐大系統，如何管理這些系統的問題呈現出來。

企業在信息技術方面預算的1/3到一半都花在了預防或恢復系統災難上。大約40%的系統災難是由於操作人員的錯誤導致的。這並不是因為能力不夠或者缺乏訓練，而是因為今天的計算機系統過於複雜，操作人員又經常需要在很短的時間裡做出決定。

為了解決電腦硬件產生這類問題，一個途徑就是引入自主計算。自主計算 （autonomic computing）是要求系統擁有自我配置、自我優化、自我修復和自我保護等功能。例如，一臺臺式PC能夠知道自己被電腦病毒感染，並且不會盲目地讓病毒入侵，反而會識別和查殺病毒，或者將工作轉移至其他處理器，在病毒毀壞文件之前關閉自己。

這類功能有些表現在操作系統中。例如，防病毒軟件和防火牆軟件可以識別PC上的病毒，消除病毒並且提示操作人員。這些程序在有必要升級時，可以和病毒防護服務器自動連接，例如McAfee。IBM和其他一些供應商正在開發應用於大型系統上的自主計算。

5.3.5　虛擬化和多核處理器

隨著公司配置成百上千的服務器，它們花費在用來運轉和冷卻系統的電費幾乎和他們在硬件投入上的花費一樣多。2000~2008年，數據中心在能源上的花費翻了一倍還要多。美國國家環境保護局估計2011年，數據中心會消耗全美超過2%的電量。縮減數據中心的電力消耗已經是一項挑戰。技術互動專欄調查了這一問題。當你閱讀這個案例時，可以嘗試提出其他的解決方案並且分析它們的優缺點。技術互動專欄描述了企業為了控制硬件增加和能源消耗，使用虛擬化縮減處理程序所需要的電腦數量。虛擬化指提供一套運算資源（比如運算能力和數據存儲空間）以便訪問不受物理配置和地理位置的限制。服務器虛擬化使公司可以在一臺設備上運行多個操作系統。大多數服務器在運行時只發揮10%~15%性能，虛擬化可以將服務器的性能發揮到70%或者更高。更高的運行效率使處理相同的工作所需要的電腦數量縮小。

例如，德州連鎖醫院Christus Health分佈在美國西南部和墨西哥，以前管理著8個數據中心超過2000臺服務器，其中70%在聖安東尼奧數據中心。在這個數據中心的97%的系統運行時只使用不到20%的處理能力和僅僅29%的記憶體。機構利用虛擬化 （virtualization）將824臺服務器整合到83臺刀片服務器，節省了180萬美元，包括所節約的能源開銷。

服務器虛擬化軟件在操作系統和硬件之間運行，將服務器分類，包括服務器的數量和標識、處理器和操作系統。VMware是現今在Windows和Linux上的服務器虛擬化軟件。微軟提供自己的虛擬服務器並在最新的Windows服務器上集成虛擬化功能。

除了縮減硬件和能源花銷，虛擬化可以使企業在新程序所運行的服務器上同樣運行遺留程序。並且虛擬化可以推動硬件集中化管理。

多核處理器

縮減能源消耗和硬件擴張的另一個途徑是多核處理器。多核處理器 （multicore processor）是講兩個或多個處理器整合並提高性能，減少能源消耗和更高效地同時處理多個任務。這項技術利用兩個處理器，相比單核處理器更快速地處理任務，減少能源消耗，並且快速散熱。今天你可以在PC上找到雙核處理器，在服務器上找到四核處理器。太陽微系統用來管理網站應用程序的UltraSparc T2芯片擁有8個處理器，接下來會發展到16個處理器。