کوانتوم ران

اعتبار تصویر: کوانتوم ران

رایانش ابری غیرمتمرکز می شود: آینده رایانه ها P5

دیوید تال، ناشر، آینده پژوه
DavidTalWrites
لینک

سه شنبه، 09/15/2020 - 15:36

این یک اصطلاح انتزاعی است که به آگاهی عمومی ما راه یافته است: ابر. این روزها، اکثر افراد زیر 40 سال می دانند که این چیزی است که دنیای مدرن نمی تواند بدون آن زندگی کند شخصا نمی‌توان بدون آن زندگی کرد، اما اکثر مردم به سختی درک می‌کنند که ابر واقعاً چیست، چه رسد به انقلابی که قرار است آن را سرگردان کند.

در این فصل از سری آینده رایانه‌ها، ما به بررسی چیستی ابر، چرایی اهمیت آن، روندهایی که به رشد آن کمک می‌کنند، و سپس روند کلان که آن را برای همیشه تغییر می‌دهد، خواهیم پرداخت. نکته دوستانه: آینده ابر در گذشته نهفته است.

واقعاً "ابر" چیست؟

قبل از بررسی روندهای بزرگی که برای بازتعریف محاسبات ابری تنظیم شده‌اند، ارزش آن را دارد که خلاصه‌ای سریع از آنچه که ابر در واقع برای خوانندگان کمتر شیفته فناوری است ارائه دهیم.

برای شروع، ابر از یک سرور یا شبکه ای از سرورها تشکیل شده است که خود صرفاً یک رایانه یا برنامه رایانه ای هستند که دسترسی به یک منبع متمرکز را مدیریت می کند (من می دانم، بدون من است). به عنوان مثال، سرورهای خصوصی وجود دارند که یک اینترانت (شبکه داخلی کامپیوترها) را در یک ساختمان یا شرکت بزرگ معین مدیریت می کنند.

و سپس سرورهای تجاری وجود دارند که اینترنت مدرن روی آنها کار می کند. رایانه شخصی شما به سرور اینترنت ارائه‌دهنده مخابرات محلی متصل می‌شود که سپس شما را به اینترنت متصل می‌کند، جایی که می‌توانید با هر وب‌سایت یا سرویس آنلاین در دسترس عموم تعامل کنید. اما در پشت صحنه، شما در واقع فقط با سرورهای شرکت های مختلفی که این وب سایت ها را اجرا می کنند، در تعامل هستید. مجدداً، برای مثال، وقتی از Google.com بازدید می‌کنید، رایانه شما درخواستی را از طریق سرور مخابراتی محلی شما به نزدیک‌ترین سرور Google ارسال می‌کند و درخواست مجوز برای دسترسی به خدمات آن می‌کند. در صورت تأیید، رایانه شما با صفحه اصلی Google ارائه می شود.

به عبارت دیگر سرور به هر برنامه ای گفته می شود که به درخواست ها از طریق شبکه گوش می دهد و سپس در پاسخ به درخواست مذکور اقدامی را انجام می دهد.

بنابراین وقتی مردم به ابر مراجعه می‌کنند، در واقع به گروهی از سرورها اشاره می‌کنند که در آن‌ها اطلاعات دیجیتال و سرویس‌های آنلاین را می‌توان به‌جای رایانه‌های فردی به‌طور مرکزی ذخیره و به آن دسترسی داشت.

چرا ابر به بخش مدرن فناوری اطلاعات تبدیل شد؟

قبل از ابر، شرکت‌ها سرورهای خصوصی برای اجرای شبکه‌ها و پایگاه‌های داده داخلی خود داشتند. معمولاً، این معمولاً به معنای خرید سخت‌افزار سرور جدید، انتظار برای رسیدن آن، نصب یک سیستم‌عامل، راه‌اندازی سخت‌افزار در یک رک و سپس ادغام آن با مرکز داده‌تان است. این فرآیند مستلزم چندین لایه تأیید، بخش بزرگ و پرهزینه IT، هزینه‌های تعمیر و نگهداری مداوم و مهلت‌های از دست رفته مزمن بود.

سپس در اوایل دهه 2000، آمازون تصمیم گرفت سرویس جدیدی را تجاری کند که به شرکت‌ها اجازه می‌دهد پایگاه‌های اطلاعاتی و خدمات آنلاین خود را بر روی سرورهای آمازون اجرا کنند. این بدان معناست که شرکت‌ها می‌توانند به داده‌ها و خدمات خود از طریق وب دسترسی داشته باشند، اما آنچه در آن زمان به خدمات وب آمازون تبدیل شد، تمام هزینه‌های ارتقا و نگهداری سخت‌افزار و نرم‌افزار را بر عهده می‌گیرد. اگر شرکتی برای مدیریت وظایف محاسباتی خود به ذخیره سازی اطلاعات اضافی یا پهنای باند سرور یا ارتقاء نرم افزار نیاز داشت، می تواند به سادگی منابع اضافه شده را با چند کلیک سفارش دهد به جای اینکه از طریق فرآیند دستی چند ماهه که در بالا توضیح داده شد، آن ها را محدود کنند.

در واقع، ما از یک دوره مدیریت سرور غیرمتمرکز که در آن هر شرکت مالک و اداره کننده شبکه سرور خود بود، به یک چارچوب متمرکز رفتیم که در آن هزاران تا میلیون شرکت با برون سپاری ذخیره سازی داده ها و زیرساخت های محاسباتی خود به تعداد بسیار کمی در هزینه های قابل توجهی صرفه جویی می کنند. پلتفرم های تخصصی خدمات ابری. از سال 2018، رقبای برتر در بخش خدمات ابری شامل خدمات وب آمازون، مایکروسافت آژور و گوگل کلود هستند.

چه چیزی باعث رشد مداوم ابر می شود

از سال 2018، بیش از 75 درصد از داده‌های جهان در فضای ابری نگهداری می‌شوند، با بیش از 90 درصد از سازمان هایی که اکنون برخی از خدمات خود را در فضای ابری اجرا می کنند - این شامل همه افراد از غول های آنلاین مانند نت فلیکس به سازمان های دولتی، مانند CIA. اما این تغییر تنها به دلیل صرفه جویی در هزینه، خدمات برتر و سادگی نیست، مجموعه ای از عوامل دیگر نیز باعث رشد ابر می شوند - چهار عامل از جمله عبارتند از:

نرم افزار به عنوان یک سرویس (SaaS). جدا از برون سپاری هزینه های ذخیره سازی کلان داده، خدمات تجاری بیشتر و بیشتری منحصراً از طریق وب ارائه می شود. به عنوان مثال، شرکت‌ها از خدمات آنلاین مانند Salesforce.com برای مدیریت تمام نیازهای مدیریت فروش و ارتباط با مشتری خود استفاده می‌کنند، در نتیجه همه با ارزش‌ترین داده‌های فروش مشتری خود را در مراکز داده Salesforce (سرورهای ابری) ذخیره می‌کنند.

خدمات مشابهی برای مدیریت ارتباطات داخلی یک شرکت، تحویل ایمیل، منابع انسانی، تدارکات و موارد دیگر ایجاد شده است – به شرکت‌ها اجازه می‌دهد تا هر گونه عملکرد تجاری را که صلاحیت اصلی آنها نیست، به ارائه‌دهندگان ارزان‌قیمتی که تنها از طریق ابر قابل دسترسی هستند، برون سپاری کنند. اساساً، این روند کسب‌وکارها را از یک مدل متمرکز به یک مدل غیرمتمرکز عملیات سوق می‌دهد که معمولاً کارآمدتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر است.

داده های بزرگ. همانطور که رایانه ها به طور مداوم به طور تصاعدی قدرتمندتر می شوند، میزان داده هایی که جامعه جهانی ما سال به سال تولید می کند نیز افزایش می یابد. ما در حال ورود به عصر داده های بزرگ هستیم که در آن همه چیز اندازه گیری می شود، همه چیز ذخیره می شود و هیچ چیز حذف نمی شود.

این کوه داده هم یک مشکل و هم یک فرصت را ارائه می دهد. مشکل هزینه فیزیکی ذخیره‌سازی مقادیر بیشتر از داده است، که فشار فوق‌الذکر را برای انتقال داده‌ها به فضای ابری تسریع می‌کند. در همین حال، این فرصت در استفاده از ابررایانه‌های قدرتمند و نرم‌افزارهای پیشرفته برای کشف الگوهای سودآور در داخل کوه داده‌ای نهفته است - نکته‌ای که در زیر به آن پرداخته می‌شود.

اینترنت از چیزهایی. یکی از بزرگترین مشارکت کنندگان این سونامی داده های بزرگ، اینترنت اشیا (IoT) است. اولین بار در ما توضیح داده شد اینترنت از چیزهایی فصل ما آینده اینترنت اینترنت اشیا شبکه ای است که برای اتصال اشیاء فیزیکی به وب طراحی شده است تا به اشیاء بی جان با اجازه دادن به آنها برای به اشتراک گذاشتن داده های استفاده خود از طریق وب برای فعال کردن طیف وسیعی از برنامه های کاربردی جدید، به آن ها جان ببخشد.

برای انجام این کار، شرکت‌ها شروع به قرار دادن حسگرهای مینیاتوری به میکروسکوپی روی یا درون هر محصول تولیدی، ماشین‌هایی که این محصولات تولیدی را می‌سازند، و (در برخی موارد) حتی در مواد خامی که وارد ماشین‌هایی می‌شوند که این محصولات را تولید می‌کنند، قرار خواهند داد. محصولات

همه این چیزهای متصل جریان ثابت و رو به رشدی از داده ها را ایجاد می کند که به همین ترتیب تقاضای ثابتی برای ذخیره سازی داده ایجاد می کند که فقط ارائه دهندگان خدمات ابری می توانند با قیمت مقرون به صرفه و در مقیاس ارائه دهند.

محاسبات بزرگ. در نهایت، همانطور که در بالا اشاره شد، تمام این جمع آوری داده ها بی فایده است مگر اینکه ما قدرت محاسباتی برای تبدیل آن به بینش های ارزشمند را داشته باشیم. و اینجا نیز ابر وارد بازی می شود.

اکثر شرکت ها بودجه ای برای خرید ابررایانه ها برای استفاده داخلی ندارند، چه رسد به بودجه و تخصص لازم برای ارتقای سالانه آنها، و سپس با افزایش نیازهایشان برای خرد کردن اطلاعات، ابرکامپیوترهای اضافی را خریداری می کنند. اینجا جایی است که شرکت‌های خدمات ابری مانند آمازون، گوگل و مایکروسافت از صرفه‌جویی در مقیاس خود استفاده می‌کنند تا شرکت‌های کوچک‌تر را قادر به دسترسی به ذخیره‌سازی نامحدود داده و (تقریباً) سرویس‌های خردکننده داده نامحدود بر اساس نیاز خود کنند.

در نتیجه، سازمان های مختلف می توانند شاهکارهای شگفت انگیزی انجام دهند. Google از کوهی از داده‌های موتور جستجوی خود استفاده می‌کند تا نه تنها بهترین پاسخ‌ها را برای سؤالات روزمره‌تان ارائه دهد، بلکه برای ارائه تبلیغات متناسب با علایقتان به شما. اوبر از داده‌های ترافیکی و راننده‌ای خود برای ایجاد سود برای مسافرانی استفاده می‌کند. انتخاب کنید ادارات پلیس در سرتاسر جهان در حال آزمایش نرم‌افزار جدیدی برای ردیابی ترافیک، ویدئو و فیدهای رسانه‌های اجتماعی مختلف هستند تا نه تنها مجرمان را بیابند، بلکه پیش‌بینی کنند که چه زمانی و در کجا احتمال وقوع جرم وجود دارد. گزارش اقلیت-سبک.

خوب، حالا که اصول اولیه را از سر راه برداشتیم، بیایید در مورد آینده ابر صحبت کنیم.

ابر بدون سرور خواهد شد

در بازار ابری امروزی، شرکت‌ها می‌توانند ظرفیت ذخیره‌سازی/محاسبات ابری را در صورت نیاز اضافه یا کم کنند. اغلب، به‌ویژه برای سازمان‌های بزرگ‌تر، به‌روزرسانی نیازهای ذخیره‌سازی/محاسباتی ابری شما آسان است، اما زمان واقعی نیست. نتیجه این است که حتی اگر برای یک ساعت به 100 گیگابایت حافظه اضافی نیاز داشته باشید، ممکن است مجبور شوید این ظرفیت اضافی را برای نیم روز اجاره کنید. نه کارآمدترین تخصیص منابع.

با تغییر به سمت ابر بدون سرور، ماشین‌های سرور کاملاً مجازی می‌شوند تا شرکت‌ها بتوانند ظرفیت سرور را به صورت پویا (دقیق‌تر) اجاره کنند. بنابراین با استفاده از مثال قبلی، اگر برای یک ساعت به 100 گیگابایت حافظه اضافی نیاز داشتید، این ظرفیت را دریافت می‌کنید و فقط برای آن ساعت شارژ می‌شوید. دیگر تخصیص منابع تلف نمی شود.

اما یک روند حتی بزرگتر در افق وجود دارد.

ابر غیرمتمرکز می شود

به یاد دارید که قبلاً به IoT اشاره کردیم، فناوری که برای بسیاری از اجسام بی‌جان «هوشمند» است؟ این فناوری با افزایش ربات‌های پیشرفته، وسایل نقلیه خودران (AVs که در ما مورد بحث قرار گرفته است) همراه شده است. آینده حمل و نقل سری) و واقعیت تقویت (AR)، که همه آنها مرزهای ابر را جابجا می کنند. چرا؟

اگر یک خودروی بدون راننده از یک تقاطع عبور کند و شخصی به طور تصادفی وارد خیابان روبروی آن شود، خودرو باید در عرض چند میلی ثانیه تصمیم بگیرد که منحرف شود یا ترمز را فشار دهد. نمی تواند ثانیه های تلف شده را برای ارسال تصویر شخص به ابر صرف کند و منتظر بماند تا ابر فرمان ترمز را بازگرداند. ربات‌های تولیدی که با سرعت 10 برابر انسان در خط مونتاژ کار می‌کنند، نمی‌توانند منتظر مجوز توقف باشند، اگر انسان تصادفاً جلوی آن حرکت کند. و اگر از عینک های واقعیت افزوده آینده استفاده می کنید، اگر پوکبال شما به اندازه کافی سریع لود نشود تا پیکاچو را قبل از رها شدن به تصویر بکشد، عصبانی می شوید.

خطر در این سناریوها همان چیزی است که افراد غیر متعارف از آن به عنوان "تاخیر" یاد می کنند، اما در اصطلاحات تخصصی تر به عنوان "تاخیر" نامیده می شود. برای تعداد زیادی از مهم‌ترین فناوری‌های آینده که طی یک یا دو دهه آینده آنلاین می‌شوند، حتی یک میلی‌ثانیه تأخیر می‌تواند این فناوری‌ها را ناامن و غیرقابل استفاده کند.

در نتیجه، آینده محاسبات (از قضا) در گذشته است.

در دهه 1960-70، کامپیوترهای بزرگ، کامپیوترهای غول پیکری که محاسبات را برای استفاده های تجاری متمرکز می کردند، تسلط داشتند. سپس در دهه‌های 1980-2000، رایانه‌های شخصی به صحنه آمدند و رایانه‌ها را برای توده‌ها غیرمتمرکز و دموکراتیک کردند. سپس بین سال‌های 2005 تا 2020، اینترنت به جریان اصلی تبدیل شد و مدت کوتاهی پس از آن با معرفی تلفن همراه، افراد را قادر می‌سازد تا به طیف نامحدودی از پیشنهادات آنلاین دسترسی داشته باشند که تنها با متمرکز کردن خدمات دیجیتال در فضای ابری می‌توانستند از نظر اقتصادی ارائه شوند.

و به زودی در دهه 2020، IoT، AVs، روبات‌ها، AR، و دیگر فناوری‌های پیشرفته نسل بعدی، آونگ را به سمت تمرکززدایی برمی‌گردانند. این به این دلیل است که برای کارکرد این فناوری‌ها، آن‌ها باید قدرت محاسباتی و ظرفیت ذخیره‌سازی برای درک محیط اطراف خود و واکنش در زمان واقعی بدون وابستگی دائمی به ابر داشته باشند.

بازگشت به مثال AV: این به معنای آینده ای است که در آن بزرگراه ها با ابررایانه هایی به شکل AV بارگیری می شوند، که هر کدام به طور مستقل مقادیر زیادی از داده های مکان، دید، دما، گرانش و شتاب را برای رانندگی ایمن جمع آوری می کنند و سپس آن داده ها را با آنها به اشتراک می گذارند. AVهای اطراف خود را به طوری که آنها به طور جمعی ایمن تر رانندگی کنند، و سپس، در نهایت، به اشتراک گذاری آن داده ها در فضای ابری برای هدایت همه دستگاه های AV در شهر برای تنظیم کارآمد ترافیک. در این سناریو، پردازش و تصمیم گیری در سطح زمین اتفاق می افتد، در حالی که یادگیری و ذخیره سازی طولانی مدت داده ها در فضای ابری اتفاق می افتد.

به طور کلی، این محاسبات لبه نیاز به افزایش تقاضا برای محاسبات قوی تر و دستگاه های ذخیره سازی دیجیتال خواهد داشت. و همانطور که همیشه اتفاق می افتد، با افزایش قدرت محاسباتی، برنامه های کاربردی برای قدرت محاسباتی مذکور افزایش می یابد، که منجر به افزایش استفاده و تقاضای آن می شود، که سپس منجر به کاهش قیمت به دلیل صرفه جویی در مقیاس می شود، و در نهایت منجر به جهانی می شود که توسط داده ها مصرف خواهد شد. به عبارت دیگر، آینده متعلق به بخش فناوری اطلاعات است، پس با آنها مهربان باشید.

این تقاضای فزاینده برای قدرت محاسباتی همچنین دلیلی است که ما این مجموعه را با بحث در مورد ابرکامپیوترها به پایان می بریم و به دنبال آن انقلاب آینده یعنی کامپیوترهای کوانتومی را به پایان می رسانیم. برای کسب اطلاعات بیشتر به ادامه مطلب مراجعه کنید.