雲計算 天津發展加速度

科技新詞彙總是層出不窮。 「雲計算」熱得發燙。

什麼是雲計算？ 雲計算有什麼特點？ 有哪些奇效？ 如何獲得雲計算服務？ 就讀者關注的問題，記者來到濱海新區「國家超級計算天津中心」，見識了名震世界的中華「天河一號」超級電腦。

那叫一個震撼人心！ 1300平方米的超大型機房，整整齊齊排列著140個高大機櫃。 有計算區、通訊區、海量存儲區...... 恒溫恒濕，超級規模的大機群。 分明就是一個電腦的大陣列啊！

2010年11月，世界超級電腦TOP500排名，「天河一號」榮獲世界第一。 中國成為繼美國之後，第二個能夠研製計算速度達到千萬億次超級電腦的國家。

超算中心副主任羅軍研究員，溫文爾雅的中年學者，談笑風生，深入淺出，以通俗機智的語言回答了讀者關注的問題。

什麼是雲計算？

關於雲計算，網上眾說紛紜。 我請羅軍研究員從專業角度談談什麼是雲計算。

他說，那就說說我個人對雲計算概念的理解和認識吧。 有些人感到雲計算這個概念不好理解。 說實話，這個概念確實有些奇怪。 當初，為什麼叫做雲計算？ 為何非要叫個「雲」？

最早提出雲計算這個概念的，是美國亞馬遜公司。 他們是搞互聯網電子商務的，包括網上書店，亞馬遜是做得最好的，非常有名。 他們的機器規模非常非常大，但是，每年特別忙的時間又不多，只是耶誕節前後系統特別忙。 平時相對比較閑。 他們就想了個辦法，怎麼讓平時空閒的資源能夠利用起來，對外提供服務？ 基於這樣的考慮，設計了一種計算模式，叫「彈性計算雲」。 由於是他們最先提出「雲」這個概念，所以，後來就叫「雲計算」了。

為什麼叫做「雲計算」呢？ 第一，它的系統規模確實非常大，像天上的雲，很多很多。 第二，雲計算它是虛無縹緲的，沒有邊界。 如果採用雲計算的方式，使用者可以不知道為我提供服務的機器在什麼地方。 像是一片雲，飄浮著，看起來，很多很大，可以使用，又見不著它。

很多人以為雲計算有些神秘，像是在雲裡霧裡。 其實，雲計算僅僅是個名詞而已。 它最本質的東西，或者說最主要的功能，就是利用互聯網，把大量的計算資源、存儲資源、網路資源等組合起來，能夠對外提供服務。

這樣一種計算服務方式，如果倒退10年、20年，是不可能做到的。 因為那時我們的網路還沒有普及到這樣的程度。 還有，雲計算的技術基礎就是虛擬化，比如，我現在有很多很多的資源，形形色色、各式各樣。 我通過虛擬化技術，就把所有這些資源讓你看到是同一種類型資源。 至於這種虛擬的資源最後由哪一台機器來算，被服務者一般是不知道的。

一個網路技術，一個虛擬化技術，這兩項技術成熟了以後，才會有雲計算。

為了讓大家更好地理解雲計算，一般用電網的比喻來說明。 一個單位要建立自己的資訊系統，最傳統的方式，就是自己買幾台伺服器和存儲及網路設備，建一個小的資料中心。 這是大家很常見的現象。 這就像多年以前，一些單位買柴油發電機，自己發電自己用。 買了發電機，就要有人來管理。 而且，發電量不能小於用電量。 比如，單位用電峰值是5000瓦，買發電機就不能小於5000瓦，甚至要買6000瓦的。 這樣，會有很多剩餘。 但剩餘了也無法給別人用。 還有，發電機的使用、管理、維修，包括折舊以後的更新，這些包袱，都得單位自己背著。

用雲計算，就相當於使用電網。 以大規模發電廠替代各自為政的小發電機，形成電網規模，實現資源分享。 電網，就相當於互聯網。 電網是可以調節的，今天你用的少，他用的多，可以平衡需求的不同，幾個大區的電網，形成全國電網，可以調峰。 電網發出的電，肯定比柴油機發出的電穩定。 用電錶結算，用多少電，交多少錢。 使用電網，各單位就沒必要買發電機了，也不需要配備操作、管理、維修人員，這一系列的開銷，都可以省了。

雲計算，其實要達到的就是類似電網這樣的效果。

今後，每個單位不必建一個小的資料中心，自己也不用買伺服器等設備。 你把所有這些工作，都放到雲計算中心去，由專業人士來管理，為你做好專業化服務。 他們會給你計算，為你的存儲做好備份呀，功能變數名稱的管理呀，包括機器的管理、維修、更新換代等，你都不用管了。 你只要按價付費就行了。

雲計算的主要特點

關於雲計算的特點，羅研究員說，其實在介紹雲計算概念的時候，已經包括了一些，概括地講主要有以下幾點：

一是資源利用率高。 各單位自己搞，要買多少台伺服器、存儲及網路設備？ 按照最高峰值匹配，很多時候用不了這麼多，設備、人力等資源浪費很大。 雲計算則可以最大限度地提高資源利用率，節能減排，事半功倍。

二是可拓展能力強。 如果一個單位建個系統，今後不夠用了，再搞擴充，難度很大，往往要重新另搞一套，把原來的統統廢掉。 雲計算很容易就把底層的容量給擴充了。 它有虛擬化這一層，怎麼擴充，使用者也不會感知的，不會受到影響。

三是可靠性安全性高。 因為我們是專業的雲中心，有一流的管理人才，進行資料備份、伺服器的保護等，有一流的安全設施。 可靠性、安全性，無須你擔憂。

四是節約資源節省開支。 現在，很多單位或大或小，都要建個數字中心。 最少，也得三四個人吧？ 人力成本的開銷增加，建機房、搞裝修，買機器、空調，還要不斷更新。 伺服器一般三五年就淘汰，對中小企業來說，負擔太重了。 有了雲計算，我們是專業化運作，不用你自己搞了，省心、省力、省錢。

五是資源分享優勢。 有許多企業搞工業設計，要使用一些行業軟體。 這類軟體是非常貴的。 動則幾十萬、上百萬，一般的中小企業，肯定買不起。 即使大企業買得起，花幾百萬買來，自己用的又不多，這是很不合算的。 現在有了雲計算中心，軟體由我們來買。 買了以後，多家來用，大家分攤這個成本，負擔一下子就降下來了。 有的設計院，想更新軟體，又力不從心，負擔不起呀。 我買了，你來用就是了，為大家服務，資源分享。 這多好呀！

六是便捷服務優勢。 我們做的動漫渲染，動畫片的圖畫出來之後，怎麼配色、配光，讓畫面更生動、更好看，這是完全靠電腦來算的。 比如，建築設計院、家裝公司、廣告公司，業主提出要看看設計或裝修的效果圖，也要做動漫渲染。 如果每個公司都買一套這樣的軟體，他沒這個實力，也沒必要。 一個設計師，坐在家裡搞設計，只要你上網，希望得到雲計算服務，辦了登記手續，算完就給你返回去，你按價付費就行了，非常便捷。

七是提升中小企業科技能力。 政府一直扶植中小企業的科技發展，雲計算就是一個促進中小企業提升產品科技含量的有效平臺。 大企業財大氣粗，可以自己建資料中心，可以買設備、買軟體，浪費一點兒沒關係，反正有錢。 對中小企業來說，它沒有這套設備和軟體，有些設計就做不了，產品無法升級換代，就只能生產低水準、低利潤、沒有競爭力的商品，隨時都有被市場淘汰的風險。 依靠雲計算服務，這些問題就迎刃而解了，對中小企業的科技發展有極大的促進作用。

超級計算與雲計算

記者在電視紀錄片《國之大器》中看到，上個世紀六七十年代，我們搞「兩彈一星」，科技人員使用手搖電腦，非常辛苦，一算就是幾個月，甚至幾年時間......

羅軍笑著說，那樣的計算難題，如今在「天河一號」，幾分鐘或者幾小時就解決了。

科研院所、大專院校、大型企業的研發中心等，常常會有本單位力所不能及的超繁重計算任務。 「國家超級計算天津中心」所提供的服務，就能夠為需要服務的單位在短時間內完成這類計算任務，我們叫高性能計算。

超算中心主要在兩個方面做這個服務：一個是基於「天河一號」高效能電腦的雲計算。 另一個是除了「天河」之外，我們還有很多「集群系統」。 集群是由多台伺服器，通過網路把它連接起來服務的方式。

對於國家來說，超級電腦的意義是什麼？

羅軍說，超級電腦代表著一個國家的科技水準。 2010年11月，世界超級電腦TOP500排名，「天河一號」榮獲世界第一。 中國成為繼美國之後第二個能夠研製計算速度達到千萬億次超級電腦的國家。 在超級電腦世界500強的排名中，第一名很長一段時期被美國人把持著。 2002年，日本人拿了一次第一，後來又被美國人超過。 這次，是日本人暫時超過了我們。 基本上是美國人拿第一最多，日本人其次，中國人正在崛起趕超。 截至目前，世界上能夠研製計算速度達到千萬億次超級電腦的國家，就是美國、中國、日本這三家。

「天河一號」超級電腦的重大作用主要體現在兩個方面：一是解決了我國高性能計算能力問題；二是通過高性能計算服務，提高了科研院所的科技創新能力，提升了企業的核心競爭力。

超級電腦運算的速度非常快，它是「緊耦合」的一種方式。 它跟集群系統不一樣的地方：機群系統可以把多台伺服器連接起來，但是，你很多機器連起來，不一定比我這一台算得快。 雖然你規模比我大很多，但你不會比我快。 因為，電腦的速度，是一個綜合能力的體現，一個是計算的速度，一個是通訊的速度，還有一個是輸入輸出的速度。

集群系統與超級電腦的關係，打個比方，集群，好比一個車隊，每輛車載重10噸，你有10輛車，一次能拉100噸，但碰到一個單件重100噸的貨物，你就無能為力了。 我有一輛載重量100噸的超級汽車，這個問題就迎刃而解了。

一個是容量、一個是能力，超級電腦的個體能力非常強大。 一件事，不一定很多人來做，如果個人能力強，以一當十、以一當百，何必要那麼多人？ 國家「十一五」期間，建了國家超級計算天津中心、濟南中心、長沙中心、深圳中心，這幾大中心，天津中心的規模最大、建成最早，也是應用服務開展最好的。

比如，由於以前沒有像「天河一號」這樣的超級電腦，我們的石油資料處理技術一直停留在二維水準上，降低了我們對地下地質資源儲藏情況的分析瞭解能力，降低了我國石油資源的勘探能力。 2011年1月，中石油公司在「天河一號」上僅用一天時間，就完成了我國面積最大的1060平方公里石油地震勘探資料複雜三維處理，取得了前所未有的成果。 如今，中石油公司已將三維處理方法常規化，使我國石油地震勘探資料處理水準躍入世界先進行列。

服務全國服務天津

「國家超級計算天津中心」依託「天河一號」超級電腦及其集群，對外提供高性能計算服務。 在服務全國、服務天津、服務濱海新區中成效卓著。 國內許多重要科研機構正充分利用「天河一號」超級電腦，進行超大尺度的全球氣候研究、中國海洋生態環境研究、與人類健康相關的基因研究，以及可控核聚變研究等關乎人類生存發展的重大科研專案的研究。

從2010年1月開始，天津超算中心已為300余家天津和全國的重點使用者提供了高品質、高性能的計算服務，取得了一批具有國際先進水準的應用成果。

中長期天氣預報

央視《新聞聯播》之後的《天氣預報》是收視率最高的節目。 為什麼？ 因為它關乎國計民生，也關係百姓的衣食住行，明天降溫，你要增添衣服；明天下雨，你要備好雨具，而且，蔬菜價格會上漲...... 所以大家都關心。

原來的天氣預報，在沒有超算或集群能力不行的時候，只能做兩三天、四五天。 你想要半個月或一個月以後的中長期氣象預報，是做不了的。 其實，中長期天氣預報，對國家非常重要。 比如，我現在就知道半個月或一個月以後，南方某地有持續的大暴雨，我就能有從容的應對時間、採取必要的應急措施。 可以提前給水庫放水，應對洪水。 如果只有兩三天的時間，來不及呀。 大型水庫，放水要有個過程。 防災減災，包括泥石流災害，就可以提前做好災害預警及人員疏散，政府應急的能力就提高了。

石油勘探投標

中國是世界第二大石油消費國。 我們的中石油、中海油，都在國內國外搞油。 石油勘探，要靠電腦計算，地層有沒有油？ 比如，我這一大片區域，搞很多炮點，在地下放炮，要測量地震波，看它的波形，有油沒油，地震波是不同的。 靠這個來判斷地下是否有油。 尤其是到國外投標，比如中東某個國家或地區，把某片區域劃出來招標。 他會把前期勘探的一些數位資料給你，然後，由你自己決定投不投標。

你也不知道這地下到底有沒有、有多少油？ 如果你花了幾十個億，打下去，沒什麼油呀，這個風險，只能你自己承擔。 這就看你電腦處理石油地震勘探資料的能力了，是二維，還是三維？ 而且，運算速度一定要快！ 投標是有時間限定的。 如果算不出來，你投標就是拍腦袋。 哎呀，這地方可能有油，就跟賭石頭一樣了，那怎麼行？ 有了超級計算，心裡就有數了。 這麼一算，大概油層有多厚、儲量有多少，如果油很多，我把標價提高一點兒也沒關係，提高競標能力，最終獲利的是我們。 這方面的事例有很多。 目前，中石油公司正在「天河一號」上進行第三批超大規模、2000平方公里的石油資料處理工作。

動漫渲染上春晚

今年春晚兩個歌舞節目，《龍鳳呈祥》和《天鵝湖》的舞臺背景動漫超級渲染，就是在超算天津中心做的。

羅軍說，我們與國家動漫園和天河酷卡合作，構建了全國規模最大、渲染能力最強的動漫與影視超級渲染雲計算平臺，面向天津、北京的動漫和影視製作企業提供高品質的服務，使濱海新區在動漫與影視超級渲染領域成為全國的引領者和標杆。

還有電影特效，最近3D電影《泰坦尼克》在中國上演一個星期，票房就過了4個億。 這些影片，都是靠電腦來計算，做特技、特效的。 《阿凡達》也是在美國的超級電腦上完成渲染的，算了大半年。 這類電影，以前我們是做不了的。 我們沒有這個計算能力。 現在，可以做《阿凡達》、《泰坦尼克》、《功夫熊貓》，我們已經具備這個能力了。 當然，創意、編導等有沒有這個能力，那是另一回事了。 至少，只要有了好的劇本，從製作技術上已經沒有大的問題。 現在，我們已經在做一些3D電影特技的服務了。 文化大發展，要有科技的支撐。 在動漫與影視超級渲染計算能力上，我們已經有了科技支撐的能力，這是重要的基礎。

工業設計模擬

羅軍說，我們投資將近1000萬元，買了一些工業設計的軟體，以雲計算的方式對外提供服務，很受客戶歡迎。 以前，設計一個產品，需要做模型，費時費力浪費資源。 現在靠電腦模擬就行了。 電腦輔助設計，通過模擬類比，把各種參數都輸進去，又快又好。 比如天津的汽車設計，包括碰撞試驗，以前要拿很多車做破壞性試驗。 後來，也可以在小機器上做模擬碰撞。 但是，模擬的準確度會打折扣，只能做50萬單元的，到我們超算中心，可以做500萬單元的。 精度大幅度提升。 比如，設計單位在我們這裡做的高鐵會車空氣氣流類比，解決了許多設計問題。 高鐵的速度那麼快，行車氣流非常巨大呀，會車時的氣流怎樣？ 鐵軌設計應該怎樣？ 車廂設計應該怎樣？ 直接涉及高鐵的運行安全。 設計單位委託服務，我們提供了這樣的運算能力。 還有天津大學做水電大壩模擬設計等，這些都是很好的專案。

衛星遙感數位處理

我國正在構建和完善「北斗系統」，具有重大的戰略意義。 遙感衛星或航拍飛機，把數位採集回來，通過我們的計算，就可以實現圖像的立體化。 空間地理資訊的圖像立體化了，才能更廣泛地在農業、水利、地質、勘探、國防、基本建設等方面發揮重要作用。 這就是新興的空間地理資訊處理產業。 羅軍說，我們正與國家測繪地理資訊局下屬的資訊中心全面合作，「天地圖」在全國佈局三個地理資訊資料中心，計畫將北方中心落戶在天津濱海新區，依託「天河一號」構建濱海新區空間資訊（GIS）處理產業。

天津超算中心的服務範圍還包括：生物醫藥、基因技術、新材料新能源、高端裝備設計與模擬、航空遙感資料處理、航空航太、流體力學、空氣動力學、海洋環境模擬分析等。 我們還建立了濱海新區電子政務雲中心，在新區各級政府與百姓之間搭建溝通交流的平臺。

怎樣取得雲計算服務？

羅軍說，超算和雲計算，其實並不神秘。 只要你有需要，我們就能夠提供服務。 雲就在你身邊，隨時可以抓得住。 我們提供的雲計算服務，手續不會比上網買火車票更複雜。

想獲得雲計算服務其實很簡單。 比如一個企業，某個產品設計需要雲計算服務，可以先登錄到國家超級計算天津中心網站的主頁，即：WWW.nscc-tj.gov.cn，有個「天河行業雲」，點擊進入，若你沒有帳戶，可以先註冊。 就跟在網上買火車票一樣的。 註冊時，需填寫單位或個人資訊，說明你需要什麼服務、需要多少資源、需要使用多長時間、你的連絡方式等，把這些描述清楚。 你的註冊資訊就會傳到中心來，我們有專業人士與你聯繫，並為你建立帳戶。 當然服務是收費的，你可以到銀行劃卡付帳。 就像網路購物，也像上網買火車票一樣簡便。

雲計算服務，既面向企事業單位，也面向個人。 如果某一類軟體我們暫時沒有，而使用該軟體的使用者很多，可以由我們去購買，再向使用者提供服務。 其實，還有一種方式，現在軟體很貴啊，如果有多家客戶需要這類服務，我們可以跟軟體公司談，先把它租過來。 租過來我得到的服務費，再跟軟體公司分成，這樣，大家都可以降低成本，實現互利共贏。 這個做法，正在流行。

有的專案，我們還可以提供試用服務。 提供給你一些節點，你先試試。 看看是不是適合你？ 若試用效果不錯，再簽訂正式使用協定。

(責任編輯：蒙遺善)