Pilvandmetöötlus muutub detsentraliseerituks: arvutite tulevik P5

See on abstraktne termin, mis hiilis meie avalikku teadvusse: pilv. Tänapäeval teavad enamik alla 40-aastaseid inimesi, et see on midagi, ilma milleta kaasaegne maailm elada ei saa Isiklikult ei saa ilma elada, kuid enamik inimesi ei saa ka vaevu aru, mis pilv tegelikult on, rääkimata tulevasest revolutsioonist, mis selle pea peale pöörab.

Selles sarja Future of Computers peatükis vaatleme, mis pilv on, miks see oluline on, selle kasvu tõukuvad suundumused ja seejärel makrotrend, mis seda igaveseks muudab. Sõbralik vihje: pilve tulevik jääb minevikku.

Mis on "pilv" tegelikult?

Enne kui uurime pilvandmetöötluse ümberdefineerimiseks seatud suuri suundumusi, tasub vähem tehnikahuvilistele lugejatele pakkuda kiire kokkuvõte sellest, mis pilv tegelikult on.

Alustuseks koosneb pilv serverist või serverite võrgust, mis ise on lihtsalt arvuti või arvutiprogramm, mis haldab juurdepääsu tsentraliseeritud ressursile (ma tean, et see on minu jaoks tühi). Näiteks on eraservereid, mis haldavad sisevõrku (arvutite sisevõrku) antud suures hoones või ettevõttes.

Ja siis on kaubanduslikud serverid, millel töötab kaasaegne Internet. Teie personaalarvuti loob ühenduse kohaliku telekommunikatsiooniteenuse pakkuja Interneti-serveriga, mis seejärel ühendab teid üldiselt Internetiga, kus saate seejärel suhelda mis tahes avalikult saadaoleva veebisaidi või võrguteenusega. Kuid kulisside taga suhtlete lihtsalt neid veebisaite haldavate erinevate ettevõtete serveritega. Jällegi, näiteks kui külastate saiti Google.com, saadab teie arvuti teie kohaliku telekommunikatsiooniserveri kaudu päringu lähimasse Google'i serverisse, küsides luba selle teenustele juurdepääsuks. heakskiidu korral kuvatakse teie arvutile Google'i koduleht.

Teisisõnu on server mis tahes rakendus, mis kuulab võrgu kaudu päringuid ja sooritab seejärel toimingu vastuseks sellele päringule.

Seega, kui inimesed viitavad pilvele, viitavad nad tegelikult serverite rühmale, kus digitaalset teavet ja võrguteenuseid saab salvestada ja neile juurde pääseda tsentraalselt, mitte üksikute arvutite sees.

Miks sai pilv kaasaegses infotehnoloogiasektoris keskseks

Enne pilve oleks ettevõtetel eraomandis olevad serverid oma sisevõrkude ja andmebaaside käitamiseks. Tavaliselt tähendas see tavaliselt uue serveri riistvara ostmist, selle saabumise ootamist, OS-i installimist, riistvara püstiku seadistamist ja seejärel andmekeskusega integreerimist. See protsess nõudis mitut tasandit heakskiitmist, suurt ja kallist IT-osakonda, pidevaid uuendamis- ja hoolduskulusid ning krooniliselt möödalastud tähtaegu.

Seejärel otsustas Amazon 2000. aastate alguses turustada uue teenuse, mis võimaldaks ettevõtetel käitada oma andmebaase ja võrguteenuseid Amazoni serverites. See tähendas, et ettevõtted said jätkuvalt juurdepääsu oma andmetele ja teenustele veebi kaudu, kuid mis siis sai Amazon Web Servicesiks, kannab kõik riist- ja tarkvarauuendus- ja hoolduskulud. Kui ettevõte vajas oma andmetöötlusülesannete haldamiseks täiendavat andmesalvestusruumi või serveri ribalaiust või tarkvarauuendusi, võis ta lihtsalt tellida lisatud ressursid mõne klõpsuga, selle asemel, et ülalkirjeldatud kuudepikkust käsitsi protsessi läbi ajada.

Tegelikult läksime detsentraliseeritud serverihalduse ajastust, kus iga ettevõte omas ja haldas oma serverivõrku, tsentraliseeritud raamistikku, kus tuhanded kuni miljonid ettevõtted säästavad märkimisväärseid kulusid, tellides oma andmesalvestuse ja andmetöötluse infrastruktuuri väga väikesele arvule. spetsialiseeritud pilveteenuste platvormidest. 2018. aasta seisuga on pilveteenuste sektori suurimad konkurendid Amazon Web Services, Microsoft Azure ja Google Cloud.

Mis ajendab pilve jätkuvat kasvu

2018. aasta seisuga on üle 75 protsendi maailma andmetest pilves, kusjuures üle 90 protsenti organisatsioonidest, kes nüüd osa oma teenuseid pakuvad ka pilves – see hõlmab kõiki veebihiiglastest nagu Netflix valitsusorganisatsioonidele, näiteks CIA. Kuid see nihe ei tulene ainult kulude kokkuhoiust, suurepärasest teenindusest ja lihtsusest, vaid pilve kasvu soodustavad ka mitmed muud tegurid – neli sellist tegurit hõlmavad järgmist:

Tarkvara kui teenus (SaaS). Lisaks suurandmete salvestamise kulude sisseostmisele pakutakse üha rohkem äriteenuseid ainult veebi kaudu. Näiteks kasutavad ettevõtted võrguteenuseid, nagu Salesforce.com, et hallata kõiki oma müügi- ja kliendisuhete haldusvajadusi, salvestades seeläbi kõik oma kõige väärtuslikumad klientide müügiandmed Salesforce'i andmekeskustesse (pilveserveritesse).

Sarnased teenused on loodud ettevõtte sisesuhtluse, e-posti edastamise, personali, logistika ja muu haldamiseks – võimaldades ettevõtetel tellida kõik ärifunktsioonid, mis ei ole nende põhipädevus, madalate kuludega pakkujatelt, kellele on juurdepääs ainult pilve kaudu. Põhimõtteliselt lükkab see suundumus ettevõtted tsentraliseeritud tegevusmudelilt detsentraliseeritud mudelile, mis on tavaliselt tõhusam ja kulutõhusam.

Big andmed. Nii nagu arvutid kasvavad pidevalt plahvatuslikult võimsamaks, kasvab ka meie globaalse ühiskonna aasta-aastalt genereeritav andmemaht. Me siseneme suurandmete ajastusse, kus kõike mõõdetakse, kõike salvestatakse ja mitte midagi ei kustutata.

See andmemägi kujutab endast nii probleemi kui ka võimalust. Probleemiks on üha suuremate andmemahtude salvestamise füüsiline kulu, mis kiirendab ülalmainitud tõuget andmete pilve teisaldamiseks. Vahepeal on võimalus kasutada võimsaid superarvuteid ja täiustatud tarkvara, et avastada tulusaid mustreid nimetatud andmemäe sees – seda punkti arutatakse allpool.

Asjade Internet. Selle suurandmete tsunami suurimate panustajate hulgas on asjade internet (IoT). Esmalt selgitati meie Asjade Internet meie peatükk Interneti tulevik IoT on võrk, mis on loodud füüsiliste objektide ühendamiseks veebiga, et anda elututele objektidele elu, võimaldades neil jagada oma kasutusandmeid üle veebi, et võimaldada mitmeid uusi rakendusi.  

Selleks hakkavad ettevõtted panema miniatuurseid mikroskoopilisi andureid igale toodetud tootele või nende sisse, masinatesse, mis neid toodetud tooteid valmistavad, ja (mõnel juhul) isegi toorainesse, mis sisestatakse neid valmistavatesse masinatesse. tooted.

Kõik need ühendatud asjad loovad pideva ja kasvava andmevoo, mis loob ka pideva nõudluse andmesalvestuse järele, mida ainult pilveteenuse pakkujad saavad soodsalt ja ulatuslikult pakkuda.

Suur arvutustöö. Lõpuks, nagu eespool vihjatud, on kogu see andmete kogumine kasutu, välja arvatud juhul, kui meil on arvutusvõimsust, et muuta see väärtuslikeks teadmisteks. Ja ka siin tuleb pilv mängu.

Enamikul ettevõtetel ei ole eelarvet, et osta superarvuteid ettevõttesiseseks kasutamiseks, rääkimata eelarvest ja teadmistest nende iga-aastaseks uuendamiseks ning seejärel paljude täiendavate superarvutite ostmiseks, kui nende andmete vajadus kasvab. Siin kasutavad pilveteenuste ettevõtted, nagu Amazon, Google ja Microsoft, oma mastaabisäästu, et võimaldada väiksematel ettevõtetel vastavalt vajadusele juurde pääseda nii piiramatule andmesalvestusele kui ka (peaaegu) piiramatutele andmetöötlusteenustele.  

Selle tulemusena saavad erinevad organisatsioonid teha hämmastavaid tegusid. Google kasutab oma hunnikut otsingumootori andmeid, et mitte ainult pakkuda teile parimaid vastuseid teie igapäevastele küsimustele, vaid pakkuda teile teie huvidele kohandatud reklaame. Uber kasutab oma liiklus- ja juhiandmeid, et teenida kasumit alateenindusega pendelrändajatelt. Valige politseiosakonnad kogu maailmas katsetavad uut tarkvara erinevate liiklus-, video- ja sotsiaalmeediakanalite jälgimiseks, et mitte ainult tuvastada kurjategijaid, vaid ennustada, millal ja kus kuritegevus tõenäoliselt aset leiab, Minority Report-stiilis.

Olgu, nüüd, kui oleme põhitõed käest saanud, räägime pilve tulevikust.

Pilv muutub serverivabaks

Tänasel pilveturul saavad ettevõtted pilvesalvestus-/arvutusvõimsust vastavalt vajadusele lisada või maha arvata. Sageli, eriti suuremate organisatsioonide puhul, on pilvesalvestuse/andmetöötluse nõuete värskendamine lihtne, kuid see ei toimu reaalajas; tulemus on see, et isegi kui vajaksite tunniks 100 GB lisamälu, peate võib-olla selle lisamahu pooleks päevaks välja rentima. Pole just kõige tõhusam ressursside jaotus.

Serverita pilve poole üleminekuga muutuvad serverimasinad täielikult „virtualiseerituks”, nii et ettevõtted saavad serverimahtu dünaamiliselt (täpsemalt) välja rentida. Eelmist näidet kasutades, kui vajate tunniks 100 GB lisamälu, saate selle võimsuse ja teid laetakse ainult selle tunni eest. Pole enam raisatud ressursside eraldamist.

Kuid silmapiiril on veelgi suurem trend.

Pilv muutub detsentraliseerituks

Kas mäletate varem, kui mainisime IoT-d, tehnoloogiat, mis on paljude elutute objektide jaoks "targad" valmis? Selle tehnoloogiaga liitub arenenud robotite, autonoomsete sõidukite (AV-d, mida arutatakse meie artiklis Transpordi tulevik seeria) ja liitreaalsuse (AR), mis kõik nihutavad pilve piire. Miks?

Kui juhita auto sõidab läbi ristmiku ja inimene läheb kogemata selle ette tänavale, peab auto tegema millisekundite jooksul otsuse kõrvale kalduda või pidurdada; see ei saa endale lubada kulutada sekundeid inimese pildi pilve saatmisele ja oodata, kuni pilv pidurduskäsu tagasi saadab. Tootmisrobotid, mis töötavad koosteliinil 10 korda kiiremini kui inimesed, ei jõua ära oodata luba peatumiseks, kui inimene kogemata ette komistab. Ja kui kannate tulevasi liitreaalsuse prille, oleksite vihane, kui teie Pokeball ei laadiks piisavalt kiiresti, et Pikachu enne ära jooksmist jäädvustada.

Nende stsenaariumide puhul on oht see, mida võhik nimetab "viivituseks", kuid žargoonis räägitakse sellest kui "latentsusest". Paljude kõige olulisemate tulevikutehnoloogiate puhul, mis järgmise ühe või kahe aastakümne jooksul võrku tulevad, võib isegi millisekundiline latentsusaeg muuta need tehnoloogiad ohtlikuks ja kasutuskõlbmatuks.

Selle tulemusena on andmetöötluse tulevik (irooniliselt) minevik.

1960.–70. aastatel domineerisid suurarvutid, hiiglaslikud arvutid, mis koondasid andmetöötluse äriliseks kasutamiseks. Seejärel tulid 1980.–2000. aastatel mängu personaalarvutid, mis detsentraliseerisid ja demokratiseerisid arvuteid masside jaoks. Seejärel muutus aastatel 2005–2020 Internet peavooluks, millele järgnes varsti pärast seda mobiiltelefoni kasutuselevõtt, mis võimaldas inimestel pääseda juurde piiramatule hulgale veebipakkumistele, mida saaks säästlikult pakkuda ainult digitaalteenuste pilve koondamisega.

Ja peagi, 2020. aastatel, liigutavad asjade internet, AV-d, robotid, AR ja muud sellised uue põlvkonna „servatehnoloogiad” pendli tagasi detsentraliseerimise suunas. Selle põhjuseks on asjaolu, et nende tehnoloogiate toimimiseks peab neil olema arvutusvõimsus ja mälumaht, et mõista oma ümbrust ja reageerida reaalajas ilma pideva pilvest sõltumata.

Lülitudes tagasi AV-näite juurde: see tähendab tulevikku, kus kiirteed on koormatud AV-de kujul olevate superarvutitega, millest igaüks kogub iseseisvalt tohutul hulgal asukoha-, nägemis-, temperatuuri-, gravitatsiooni- ja kiirendusandmeid, et ohutult sõita, ning seejärel neid andmeid jagada AV-d nende ümber, et nad ühiselt turvalisemalt sõidaksid, ja lõpuks jagada need andmed tagasi pilve, et suunata kõik linnas olevad AV-d liiklust tõhusalt reguleerima. Selle stsenaariumi korral toimub töötlemine ja otsuste tegemine maapinnal, samal ajal kui õppimine ja pikemaajaline andmete salvestamine toimub pilves.

Kokkuvõttes soodustavad need äärmuslikud andmetöötlusvajadused kasvavat nõudlust üha võimsamate andmetöötlus- ja digitaalsete salvestusseadmete järele. Ja nagu ikka juhtub, kasvavad arvutusvõimsuse kasvades selle arvutusvõimsuse rakendused, mis toob kaasa selle kasutamise ja nõudluse suurenemise, mis toob kaasa mastaabisäästu tõttu hinnalanguse ja lõpuks maailma, mis tarbitakse andmetele. Teisisõnu, tulevik kuulub IT-osakonnale, seega olge nendega kena.

See kasvav nõudlus arvutusvõimsuse järele on ka põhjus, miks me lõpetame selle seeria aruteluga superarvutite üle, millele järgneb saabuv revolutsioon, milleks on kvantarvuti. Lisateabe saamiseks lugege edasi.

Arvutite seeria tulevik

Tekkivad kasutajaliidesed inimkonna ümberdefineerimiseks: arvutite tulevik P1

Tarkvaraarenduse tulevik: Arvutite tulevik P2

Digitaalsalvestusrevolutsioon: arvutite tulevik P3

Häiriv Moore'i seadus, mis käivitab mikrokiipide põhjaliku ümbermõtlemise: arvutite tulevik P4

Miks riigid võistlevad suurimate superarvutite ehitamise nimel? Arvutite tulevik P6

Kuidas kvantarvutid maailma muudavad: arvutite tulevik P7