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从终端到云端

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C时代,一个计算无所不在的社会环境,如何可能?

作者:张承东 发布于:2011-5-20 来自:IT经理世界

 

 

2011年2月25日,东京,来自英国的Joseph Tame在街头测试他的马拉松装备“irun”。这套设备包含4部iPhone,一部iPad,两部Android手机,一个装在头盔里的气象台以及一部心脏监视仪,这部心脏监视仪包含GPS定位系统,这样就能在他的网站www.tm2011.com关注他比赛的进程。

这是一场马拉松比赛,也是一场基于移动互联网的数据直播。C时代,无所不在的屏、通畅的信息管道和云端计算构成了整个社会的计算环境。在这个环境中,电池成为目前的关键瓶颈,所以芯片企业都在向低功耗靠拢。而由触控技术引发的人机交互模式的变化,才刚刚开始。寄生在各个平台上的应用成了C时代的重要力量,越来越多的开发者们聚拢在各大平台之上,充满激情地发挥他们的聪明才智。KPCB合伙人,传奇式的风险投资人约翰·多尔(John Doerr)将移动互联网上的应用归结为“SoLoMo”也就是社交、本地化、移动。在中国市场上,虽然移动互联网发展已经有些年头,但是因为苹果和谷歌平台的异军突起,整个产业又将面临着新的挑战和机遇。

你能想象一位长期专注涡轮机制造的现代重工业巨人也会把玩一款免费小巧的iPad软件产品客户端吗?西门子事实上就已经这样做了。

一款名为TeamCenter Moblity的客户端软件在今年刚由西门子的PLM 软件部门发布。通过它,企业高管或者正在自动化装配线车间巡视的员工等非技术人员都可以随时在iPad上,通过Wi-Fi 或移动宽带网络访问存储在云端的产品数据信息。这正是无数个C时代的典型商业应用之一。

“不管是在通用还是福特那里,我们都希望看到一些高端车的开发当中用到这一产品。”西门子PLM 软件部门 CEO Chuck Grindstaff说,他所说的客户群体在中国似乎有着更大的增长潜力,中国的制造企业开始主动地参与到前端的设计当中去。更多、更翔实的数据已经从设计过程流动到制造、销售以及决策过程中。此前,很多中国工厂是“三维设计出来,二维图纸下厂”,而在C时代,借助智能终端和无线网络的帮助, “三维下厂”已经不是问题。

 

对计算技术而言,未来设计的重点已经转为如何在人与技术间建立联系,而且会越来越自然,越来越便捷

 

相对于那些基于工作站甚至服务器的庞大软件包,这样一个可以和“愤怒的小鸟”游戏软件在软件商店里做邻居的轻型软件产品对于中国企业来说,意味着移动互联网带动的制造业升级;而对于西门子等做软件生意的供应商来说,则意味着这种轻量级应用趋势正在改变其原有的业务模式。

“现在客户要购买西门子产品的话,就需要为一整套的CAD解决方案付费(虽然有些功能可能永远不会用到),但未来,软件企业在对产品打包销售的时候需要换个做法。” Grindstaff说,“Teamcenter Mobility是我们第一个尝试。将来我们会基于云计算框架,逐渐尝试推出一种新的许可模式。”

那么现在,我们的问题是——为何像西门子这样的应用程序产品在2011年前后才出现呢?简单的答案是,因为苹果iPad产品在2010年才推出。复杂的答案则正是本文想在余下部分中所探讨的内容。

计算融合与反比难题

关于iPad何以能在全球风靡,本身似乎就是一个悖论。

很多人认为这是因为iPad在个人娱乐功能和体验上做到了最好,然而根据Zogby International公司进行的民意调查则显示,美国消费者使用iPad的首要理由却是可以在路途中工作。在iPad刚刚上市的几个月内,有一半以上的财富500强企业立刻采购了iPad。事实上,不独iPad,如今智能电话和平板电脑已经成为越来越多员工的随身物品。这些设备不止占用了人们八小时之外的大量时间,而且已经侵入到了八小时工作时间之内。

在一项由Booz & Company 推动的调查中,有超过一半的CIO说,在接下来的三到五年中,大多数雇员必将带着自己的智能终端工作,而不是利用公司资源。为什么企业开始愿意让员工把貌似主打消费娱乐的IT产品带入到工作流程之中?真正原因是,这些产品的计算性能已经足以支撑其工作流程的需要。

西门子的Grindstaff说,原因就是此前的手机或上网本等产品支持简单上网、收发邮件等基本的办公功能尚可,但一直难于支持复杂工作流程中对数据量和计算力的需求。

一直以来,人们在计算设备的研发上致力于解决一个反比问题:即如何让计算能力越来越强、功耗越来越低。聚焦C时代,这一反比只会表现得更为极端。

作为所有IT设备的动力核心,芯片担负着解决这一问题的关键任务。从技术参数上看,以苹果iphone和ipad为代表的智能终端产品,大都达到1GHz以上的CPU,甚至多核。理想的续航能力则达到了10小时以上。

在C时代之前,芯片业格局相对分割有序。英特尔主要与AMD、NVIDIA等分享PC和服务器芯片市场,高通等在通信基带芯片领域坐收专利带来的丰厚利润,ARM在嵌入式设备领域不断进行广泛的授权,再加上WiFi、蓝牙、GPS 等细分芯片领域形成一个规模庞大的芯片市场。大多数情况下,这些厂商因为分别对应着PC、服务器、手机、嵌入设备和无线连接装置等不同产品领域,尚能和平共处。

C时代人们已经慢慢把PC、手机、嵌入设备和无线连接装置等不同产品的核心性能捏合到智能手机或平板电脑之中,与此相对应,终端设备产业边界的重合也迫使芯片供应商们的产业板块发生了平移和碰撞,英特尔、AMD和高通等主流芯片企业尽力通过收购整合等手段,要把自己打造成一家端到端的芯片提供商。比如英特尔收购英飞凌、AMD收购ATI、高通收购WiFi 芯片制造商 Atheros等,都是希望推出一整套包含了应用处理器(AP)、图形处理器、基带芯片(BB)、WiFi、蓝牙、GPS 等各类芯片功能的智能手机或平板电脑解决方案。

但是,推出这样的整合解决方案并非易事。

首先,功耗的难题需要更多突破。过去数十年中,英特尔、AMD、NVIDIA等X86架构的企业阵营一直是处理器芯片市场的主角。但自2007年iPhone出来之后,ARM架构的处理器芯片凭借在高性能和低功耗上的更好表现,已经占领了超过90%以上的手机市场份额。在已经爆发的平板电脑市场,ARM也正在延续在智能手机领域的覆盖能力。

面对急速发展的市场,X86架构芯片已经失去先机是事实,但英特尔们一直在努力扳回一局。近日,英特尔发布了极富创新性的首款3D晶体管处理器。据说新的3D结构将带来2%到3%的成本提升,但功耗将降低50%,并在性能上提升37%,由此,英特尔相信X86架构芯片将可以在C时代的更多智能终端设备上同ARM相抗衡。但接下来,英特尔还需要尽快找到主流设备制造商的背书支持。

当芯片性能指标不断提升之时,技术专家还要升级变得更为经济。现在就有些创新的芯片公司尝试推出一类可以联机重新进行设计的微芯片。比如新创公司Tabula推出的一种芯片,使用可配置硅来替代了传统的固定芯片设计,可以使消费电子在新设计出来时就能够升级硬件。据称,目前已在数码相机和电视机产品上实现。

其次,如何在芯片集成上做得更快更好。当手机、PC等不同设备的核心功能慢慢都汇聚在同一类智能终端中,单一芯片供应商的竞争力无疑在下降,如何基于传统的核心芯片产品融合进更多的功能芯片是所有芯片商的新挑战。

AMD在并购显卡厂商ATI后,已在2011年初推出了将CPU和图形处理芯片融合在一起的APU (加速处理器) 芯片产品,在提升显示计算性能的同时把耗电量压低到了10瓦上下。而英特尔也通过Sandy Bridge芯片,开始把图形处理技术整合了进来。

触控、交互与链接

C时代的到来,不但让人们对设备性能和功耗的追求推向新的极致,而且在设备形态上也不断激发着人们的想象力。

青蛙设计公司曾在1984年与苹果CEO 乔布斯合作推出了具有革命意义的PC产品Apple IIc。如今,青蛙设计认为,C时代一定意义上也意味着一个“后PC设计”时代的到来。

“计算技术的体验正从单一的机器盒子中解放出来,”青蛙设计创意副总裁Robert Fabricant对记者说,“在未来没有实体技术终端的情况下,用户对交互会抱有怎样的期待?设计师又该如何引导用户进行操作,让人感到信息的存在呢?这些都是急待我们思考的问题。”

技术的发展一直在推动和人体相关的交互模式飞速进化,触控技术可以看作是进化的第一阶段,因为它将物理动作与虚拟操作直接相连,精简了人机交互的程序。在此基础上又发展出了手势控制技术,安装了加速度传感器的日本任天堂Wii将其运用推向了大众市场。之后又出现了增强现实技术,它可使现实世界和计算机图形信息同时展现在一个画面上,互相补充叠加,开创了由现实带动虚拟,再让虚拟返回促进现实的新交互体验。

 

随着增强现实技术和数据处理能力日益成熟,人体不光能成为计算机界面的节点、外围, 甚至还可以是其本身

 

而随着增强现实技术和数据处理能力日益成熟,人体不光能成为计算机界面的节点、外围、甚至可以是其本身。比较于传统游戏的手柄支持,微软Xbox 360游戏机的体感控制系统Kinect sensor可以检测玩家的全身3D运动,使人机互动无需中间媒介即可发生,赤手空拳上阵得到的是更加酣畅淋漓的体验。

无疑,跳出盒子后的计算技术已经转化成为一个由设备、网络、数据集和人群组成的广泛集合系统。可以想象今后计算技术还将进一步探入我们的生活,甚至触及到汽车钥匙、太阳眼镜、信用卡这些日常生活用品。届时,被贴满了电子标牌的物理世界在增强现实技术的作用下化身为一台的超大型计算机。在这个数据分析处理无处不在的世界中,任何物体都是计算的一部分。所有携带或嵌入了感知芯片的人类、物体聚合在一起,搭建起一张无远弗届的物联网。

事实上,未来雏形已经在各种尝试中悄然显现。Google Earth 和微软的Bing Map运用实时增强现实技术正在开始创造计算技术无处不在的新世界;Wikipedia 和Amazon 正在创造与计算技术相关的“任何东西”;生物计算、社交网络、虚拟第二身份正在创造与计算技术相关的“任何人”。 青蛙设计认为,未来“社交测量仪”诞生后,将去除现实与虚拟空间的隔膜,使人的双重身份交汇。如果交谈对象的情况一目了然,社交会呈现出怎样的面貌?

那是一个以计算技术为主导的未来,设备只是一个通向任何地方、任何事物和任何人的窗口。Robert Fabricant认为,人与技术之间的关系主线将聚焦在用户的“意识”之上。当用户怀着很强的目的意识进行操作,对内容和服务有明确的期许,设计师就可以在这种 “意识”的基础上通过设计操作反馈来构建良性的交互循环。

对未来终端产品形态的畅想总是让我们充满期待,但对于苹果、HTC、诺基亚和DELL、联想、ACER等设备制造商以及像谷歌、英特尔、ARM、微软这样的具有主导本行业潜质的芯片厂商来讲,要继续应对甚至引领未来5年内产品形态的演变却是一件极具挑战性的任务。

C时代来临意味着巨大的产业洗牌契机。在这个洗牌过程中,苹果乔布斯率先发力以iPhone引领智能终端行业,谷歌则收购Android,并以开源开放战术迅速跟进,英特尔除了在芯片功耗上继续研发之外,还在2010年推出开源操作系统平台MeeGo,诺基亚则在2011年决定放弃塞班系统转而与微软合作。

包括芯片、操作系统、应用程序开发等所有层面的传统秩序已经全部打破。过去,传统的技术巨人只要在某个产业环节独大就足以称雄,而现在则要梳理廓清一个能自成系统的产业汇聚、数据流量平台。那么,哪个平台会更成功?C时代到底能容纳几个平台?无疑还需要平台构筑者、平台玩家和台下的观众们继续互动下去。

重量级的云端

过去几十年的IT发展史,基本上可以看作是云、管、端三个环节不断爆发、螺旋上升的过程。当终端计算能力还比较有限,人们会强调大型机等中央计算能力的重要性,会谈瘦客户端;当网络还是窄带、移动资费还比较昂贵时,人们会强调本地计算、鼓吹某产品应用能节省流量;而当终端计算能力和移动带宽都有了长足发展,人们又会迫不及待地强调移动代表了一切、一切都可以放在云端。

如今,千变万化的终端触手不断感知物理和虚拟两个世界,各种网络中时刻流动着双向数据流。一个完整的计算闭环,无疑还需要一个个强大的云端数据中心的支持。

计算能力在时、空两个维度的高度延展虽然让人类将从此具备一种能实地实时进行穷尽思考的能力,但在这种全时空的计算背后,是源源不断生产出来的海量数据。根据思科Visual Networking Index(VNI)的一份研究报告,由于具备移动互联网功能移动产品的视频应用和相关服务日趋普及,2015年的全球移动数据流量将比2010年上升26倍,达到每月6.3 EB (exabyte)。这个数量大致相当于190亿张DVD的数据、536万亿条SMS短信或2000年全球固网和移动IP流量的75倍。这么多的数据最终需要一个落脚点。

作为普通消费者,我们只需要大概想一想,如此海量的数据要被那些云服务提供商保存到哪里?当我通过信用卡购买某项虚拟商品存在我的“云盘”里时,会不会有人偷我的信用卡数据和这个虚拟商品。而对于那些云服务提供商们,挑战其实才刚刚开始。

从建筑设计、散热通风、能源利用传统机电装置,到数据存储、服务器、交换机和路由器等硬件计算设备,数据中心建设已经给云服务商提出了一系列的综合性难题。

根据存储厂商EMC的数据,如果要新建一个数据中心、达到顶尖的能耗与散热效率,其开销估计高达1.2亿美元。但数据中心从电力公司所购买电能的一半,有时候甚至是一大半,都会损耗在低效率的能耗和散热系统上。一些新锐互联网企业因为数据量实在太大而成为能源消耗大户。比如绿色和平组织已经点名批评了谷歌和Facebook的数据有些“脏”。而后两者的确行动迅速,已经拿出巨资去投资或购买风能、水电等清洁能源。

在硬件设备层面,目前基本有两条路线。

第一条路线是传统的IT厂商在走。像英特尔、戴尔等公司主要致力于将存储、服务器等计算设备首先标准化,然后流程自动化。第二条路线来自谷歌、Facebook以及亚马逊等互联网企业。从根本上讲,真正具备处理大数据量业务经验的是这些提供公有云服务的企业。尤其像马克·扎克伯格那样的技术牛人,基本对那些标准化的设备性能不太感冒,而是更相信由自己亲自设计、配置出来的系统。

最近,Facebook的一大举措就是发布了名为The Open Compute Project的新项目。此项目中,Facebook不仅公开了技术文档,甚至连服务器和数据中心的CAD图纸设计也完全公开。Facebook的数据表明,他们的定制硬件各方面指标比业界标准都要高得多,与公司从设备厂商购买的同类现成产品相比,效率提升38%,成本则降低了28%。

在这些基层的设备配置层面之上,还有更多的云存储等细化的云计算技术创新值得等待。比如在最近发生的亚马逊宕机事件中,有些小企业迟迟不能恢复,但也有像Netflix这样企业,充分利用其冗余云架构,使得这种单点故障基本不会影响到其业务。可见,不只云服务提供商、还有云服务用户,都要学会应对C时代中的新风险。

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C时代的十大关键技术挑战:

1.终端设备的性能与功耗平衡

何种规格的设备需要何种程度的性能与功耗?这种平衡问题需要领先的芯片商和终端制造商一起攻克。

2.革命性的电池续航技术

更轻薄的形状、更快的充电速度、更大的储能潜力、更多元的能量来源,人们对随身设备的追求永无止境。

3.芯片集成系统的生产工艺

片上系统会融合更多计算技术,直接决定着终端设备的大小和主要性能,但由此会带来功耗、知识产权以及制造工艺等一系列问题。

4.可编程的芯片性能升级

芯片技术的频繁升级不但在侵掠消费者的钱包,还会造成大量的电子垃圾。一类可以联机重新进行设计的微芯片将逐步占领市场。

5.计算与物理实体的融合

跳出盒子后的计算技术已经转化成为一个由设备、网络、数据集和人群组成的广泛集合系统,任何物体都是计算的一部分。

6.计算与思维意识的隔离

未来空间中,计算设备处在半隐性状态,一些人将成为不自知的“用户”。未来产品或服务提供者如何设计并界定自己的数据覆盖范围,无疑需要构建一套新的商业伦理机制。

7.不同网络间的无缝过渡

所有携带或嵌入了感知芯片的人类、物体聚合在一起,搭建起一张无远弗届的物联网。但他们在不同技术标准的网络之间依然存在“鸿沟”。

8.连接安全与身份认证

从个人生活轨迹到金融信息等所有数据在不同网络间、不同设备中、不同云服务中流动,每个企业和个人都需要安全的身份认证。

9.平台生态系统的成长性

传统的技术巨人只要在某个产业环节独大就足以称雄,而现在则要梳理廓清一个能自成系统的产业汇聚、数据流量平台。

10.云端数据中心的功效设计

在设备标准化、流程自动化的做法之外,还需要更多创新企业通过开源项目,继续推动数据中心的能源利用以及硬件设置、软件调用技术。

 

 

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