虛擬化技術及其在企業信息化中的應用.ppt

欢迎批评与指正！ INSTITUTE OF COMPUTING TECHNOLOGY INSTITUTE OF COMPUTING TECHNOLOGY INSTITUTE OF COMPUTING TECHNOLOGY 面向云计算数据中心的绿色软件挑战 孙毓忠 中国科学院计算机系统结构重点实验室 Email:yuzhongsun@ Tel:010-6260 0640 Website：, then Click “OS group” 内容纲要 绿色软件是绿色数据中心的关键 数据中心与HPC计算的统一 黑色软件的根源 软件绿色之路 国家战略需求:基于数据中心的云计算 面向数据中心的超级计算模式 基础架构——基于Internet的大规模高效能、可信的数据、计算超级环境 Internet 围绕重大需求的活动 超级计算模式的挑战： 计算系统日益膨胀导致的高能耗； 软件系统日益复杂导致的高阻尼性； 处理器多核化呼吁软件的高扩展性。 挑战1、超级计算环境能耗的严迫性 李国杰院士，“改变信息科学技术的重点研究方向”， 2008年人民大会堂诺贝尔奖报告 挑战2、软件对硬件能力的阻尼性 软件叠架高耗 应用层的Read在Linux内核中的单向20次以上的调用 系统软件阻尼效应的宏观实例：中间件阻尼开销 数据库读写与文件系统读写比较 平台 CentOS5.1 对比对象 MySQL数据库中的操作：mysqldump --quick 采用SQL级别的备份机制，将数据表导成create table/insert等SQL语句 文件系统中对应的操作：cp 简单的文件复制，不考虑数据表的结构 数据表大小 约700M 实验设计 每组实验进行两次，第二次备份的数据被cache住 结论：功能增加以功耗和延迟为代价 Linux OS Linux OS disk File system read/write disk File system MySQL read/write Dtable=Bigtable+file system+database, “Modular data storage with Anvil”, Mike Mammarella, Shant Hovsepian, Eddie Kohler ,ACM SOSP’09 系统软件阻尼效应的宏观实例：数据库读写与文件系统读写比较(续) 比较结果（cp比mysqldump）： Latency缩短4倍左右 动态能耗（负载对应的能耗）降低4倍左右 挑战3、处理器多核化与软件 扩展性的矛盾 绿色软件:绿色数据中心的关键 处理器多核化降低了超级计算环境的效能： Gelsinger’s Law：2x 晶体管数目 = 1.4x性能; 解决能耗问题——高效能的系统软件： 原则：超级计算环境高“效”解决其高能耗； 方法：提高超级计算环境的有效计算比例； 手段：芯片及系统级体系结构、 系统软件、应用。 系统软件的叠架高耗导致CPU指令流中有 效计算小于6%（ William J. Dally ELM）。  大胆推理 曙光5000A： 230T/180.6T 700KW： 节能94%？ 超级计算模式下的绿色软件挑战： 降低数据中心能耗100倍! 内容纲要 绿色软件是绿色数据中心的关键 数据中心与HPC计算的统一 黑色软件的根源 软件绿色之路 计算机体系结构的再认识 学科方向——计算机体系结构 计算机系统（system，从硬件的角度，如计算所的HPP体系结构）； 系统软件（system software，从软件的角度，如运行于HPP之上的操作系统、文件系统、运行环境）； 计算理论（computing paradigm and model，从理论的角度，如LogP和BSP）。 SEECI:数据/计算中心的融合 形成围绕计算机体系结构的研究体系 计算机系统： Google-like和HPC融合通用可重构计算体系结构SEECI，同时开发应用并发性与并行性: Interconnection network：RCR、 GBlockShiftN 、 BSWRN（TPDS，第一著者）； Generalized Cluster== Processors + mem bandwidth + disk bandwidth via CPU + GPGPU, in Xpflops HPC and Google servers== Unlimited virtual Von Newman machine; Multi/many-core CPU + GPGPU==〉XPU with FPGA reconfigurable functionality at arb