ARM Inside! 百度云首席架构师林仕鼎: 30年PC时代终结

2013年1月11日，百度全国数十个数据中心之一的南京云计算数据中心首度对外曝光。百度云首席架构师林仕鼎在与倪光南、侯自强等业界专家的参观交流中指出，数据中心和企业市场是x86 PC的最后一个堡垒，随着百度云带领ARM进入数据中心，30年PC时代宣告终结。

走向移动物联网：变革的时代

从1990年开始普及的桌面互联网（Internet），到2000年萌芽的移动互联网（Mobile Internet），再到2009年随着美国“智慧地球”概念兴起的物联网（The Internet of Things），信息技术正在不断推动人类变革前行。

如果说几年前人们还对“云”的概念云里雾里的话，那么，随着电脑、笔记本、Pad、iPhone、安卓智能手机、智能电视的普及，人们迎来了“多终端”和高速网络的新时代，每个终端都不必强调自身强大的计算力，而可以简单地、普遍地依赖“云”计算。

终端数量爆炸式增长，“云”的依存度显著提升，使大数据成为时代的标志之一。以百度为例，其日处理量达100PB。截至2012年12月，开放注册仅4个月的百度个人云，用户便突破2600万，每天有近20万人改变了存储习惯，把文件放到了百度“云”上。

数据中心：全面“云”化

当大数据、云计算来临之时，传统的数据中心也全面“云”化。首先，数据来源日趋异构化，不仅有桌面互联网，还有移动终端和智能设备，更有通过传感器连上网络的物联网物件。其次，在前端OS层面，也需要一个非硬件依赖的云OS，完成应用、连接和交互。再次，需要有软件基础架构（可理解为后端OS），上可以对接数据智能（两者可实现大数据技术），下可以协同数据中心、网络、服务器（两者可实现云计算）。

图:变革背后的技术驱动力

林仕鼎解释，百度云数据中心计算的主要技术领域涵盖了存储、计算 、超大规模系统、数据中心体系结构等。比如存储，不仅要考虑文件、对象以及表等数据组织结构，也要定义访问模式，读少写多、读多写少等不同模式会在很大程度上影响存储系统的设计。再如计算，也分为数据密集型、计算密集型和通讯密集型。相比传统数据中心，技术的处理更加细致入微。

图:数据中心计算的主要技术领域

三大变革：见证30年PC时代终结

林仕鼎谈到: 随着云时代的到来，对技术人员来说，也迎来了从Desktop（桌面）到Datacenter（数据中心）的三大变革。

首先是计算范式变革，其中不少为计算哲学的颠覆式革命。如桌面时代讲究Architecture（架构），到了数据中心时代就要讲究Fabric（体系结构）；传统的BIOS就要变成Host OS（主宿操作系统）；传统的Kernel（核心如linux）变成Infrastructure（大规模分布式基础架构）；传统的Application（应用）变成Services/Tasks（服务/任务）；传统的质量保障的标准由0 bug（0错误）变成Fault-tolerance（容错系统）；传统的数据目标由Correctness（正确性）变为Precision（精准）。想想百度搜索某个关键词的例子就能明白。

第二大变革是环境与设计目标的变革。环境由单用户多任务变成了多用户单任务，对规模、成本、交付时间的要求也变得更加重要。

第三大变革是设计理念的变革。透明性不再成为美德，层次化开始向竖井式演进，软硬件系统都打破原有的预设和行为方式，开始向Application-driven（应用驱动）和Software-defined（软件定义）的方式发展。

林仕鼎举了百度自主研发SSD的例子。传统的系统架构中，是由一个总的SSD controller（SSD控制器）来控制下面的Flash存储单元，这样的好处是黑箱化、层次化。但不利之处是SSD往往读取较快，写入较慢，容易形成瓶颈。在百度自主研发的SSD架构中，取消了写缓冲、擦写平衡等复杂逻辑，大幅简化SSD控制器的设计。通过将一个大的SSD划分为N个单元，每个单元都有独立的控制器和存储单元，这些信息和控制接口暴露给上层存储系统后，形成了多个管道，并行读取、存储效率可以大幅提升。

再以服务器技术为例，百度实现了去RAID，全系统范围实现冗余，引入机器学习预测硬盘故障，采取创新的共享架构，节点概念扩展至机柜，引入ARM节约能耗，这些都是百度在设计理念上的变革所致。

惊艳! 百度云计算硬件基础设施

当林仕鼎介绍完百度云计算硬件基础设施的一些亮点之后，我们只能用一个词来形容百度的这次创新: 惊艳!

• 全球首个ARM架构服务器在数据中心的规模应用，存储密度提升70%，TCO降低25%；

• 国内首个大规模部署自主设计的定制化整机柜服务器，TCO下降10%，交付效率提升10倍；

• 在南京机房部署了5000余台万兆集群，为国内互联网行业内最大规模。该万兆TOR（Top of Rack柜顶式）交换机全部由百度自主研发设计，接入成本对比同类商用方案下降83%；

• PUE达国内最佳水平。如百度M1自建机房最佳PUE达1.18，年均PUE达1.37，全年约50%的时间实现完全免费冷却；

• 自主研发SSD，系业内首家自主研发及规模应用，相对SATASSD性能提升6倍成本降低10%，相对PCIEFlash
  性能提升2倍成本降低40%。

云计算带来了30年PC时代的终结。在云时代，不论是硬件还是软件，都实现了彻底颠覆，云带来的变革将无远弗届。非常有意思的是，林仕鼎用毛主席《七律·人民解放军占领南京》作为演讲的结束语，“虎踞龙盘今胜昔，天翻地覆慨而慷……天若有情天亦老，人间正道是沧桑。”。

的确，从PC到Mobile, 从Intel Inside到ARM Inside，我们应该兴奋，因为我们正在亲历一个变革中的IT时代。

毛泽东《七律·中国人民解放军占领南京》一九四九年四月