lượng tử

TÍN DỤNG HÌNH ẢNH: lượng tử

Điện toán đám mây trở nên phi tập trung: Tương lai của Máy tính P5

David Tal, Nhà xuất bản, Người theo chủ nghĩa vị lai
@DavidTalWrites
LinkedIn

Thứ Ba, 09/15/2020 - 15:36

Đó là một thuật ngữ trừu tượng đã xâm nhập vào ý thức cộng đồng của chúng ta: đám mây. Ngày nay, hầu hết những người dưới 40 tuổi đều biết rằng đó là thứ mà thế giới hiện đại không thể sống thiếu, rằng họ cá nhân không thể sống thiếu, nhưng hầu hết mọi người cũng hầu như không hiểu đám mây thực sự là gì, chứ chưa nói đến cuộc cách mạng sắp tới để biến nó trở lại.

Trong chương này của loạt bài Tương lai của Máy tính, chúng ta sẽ xem xét đám mây là gì, tại sao nó lại quan trọng, các xu hướng thúc đẩy sự tăng trưởng của nó và sau đó là xu hướng vĩ mô sẽ thay đổi nó mãi mãi. Gợi ý thân thiện: Tương lai của đám mây nằm trong quá khứ.

Thực sự thì 'đám mây' là gì?

Trước khi chúng tôi khám phá các xu hướng lớn được thiết lập để xác định lại điện toán đám mây, bạn nên cung cấp một bản tóm tắt nhanh về đám mây thực sự là gì cho những độc giả ít bị ám ảnh về công nghệ.

Để bắt đầu, đám mây bao gồm một máy chủ hoặc mạng các máy chủ mà bản thân chúng chỉ đơn giản là một máy tính hoặc chương trình máy tính quản lý quyền truy cập vào tài nguyên tập trung (tôi biết, tôi hiểu rõ). Ví dụ: có các máy chủ riêng quản lý mạng nội bộ (mạng nội bộ của các máy tính) trong một tòa nhà hoặc công ty lớn nhất định.

Và sau đó là các máy chủ thương mại mà Internet hiện đại vận hành. Máy tính cá nhân của bạn kết nối với máy chủ internet của nhà cung cấp viễn thông địa phương, sau đó kết nối bạn với internet nói chung, nơi bạn có thể tương tác với bất kỳ trang web hoặc dịch vụ trực tuyến nào có sẵn công khai. Nhưng đằng sau hậu trường, bạn thực sự chỉ đang tương tác với máy chủ của các công ty khác nhau điều hành các trang web này. Một lần nữa, ví dụ: khi bạn truy cập Google.com, máy tính của bạn sẽ gửi một yêu cầu thông qua máy chủ viễn thông cục bộ của bạn đến máy chủ Google gần nhất để yêu cầu cấp quyền truy cập các dịch vụ của nó; nếu được chấp thuận, máy tính của bạn sẽ hiển thị với trang chủ của Google.

Nói cách khác, máy chủ là bất kỳ ứng dụng nào lắng nghe các yêu cầu qua mạng và sau đó thực hiện một hành động để đáp lại yêu cầu đó.

Vì vậy, khi mọi người đề cập đến đám mây, họ thực sự đang đề cập đến một nhóm máy chủ nơi thông tin kỹ thuật số và các dịch vụ trực tuyến có thể được lưu trữ và truy cập tập trung, thay vì bên trong các máy tính riêng lẻ.

Tại sao đám mây trở thành trung tâm của lĩnh vực Công nghệ thông tin hiện đại

Trước khi có đám mây, các công ty sẽ có các máy chủ thuộc sở hữu tư nhân để chạy các mạng và cơ sở dữ liệu nội bộ của họ. Thông thường, điều này thường có nghĩa là mua phần cứng máy chủ mới, đợi nó đến, cài đặt hệ điều hành, thiết lập phần cứng vào giá đỡ, sau đó tích hợp nó với trung tâm dữ liệu của bạn. Quá trình này đòi hỏi nhiều lớp phê duyệt, một bộ phận CNTT lớn và tốn kém, chi phí nâng cấp và bảo trì liên tục, và thời hạn thường xuyên bị bỏ lỡ.

Sau đó vào đầu những năm 2000, Amazon quyết định thương mại hóa một dịch vụ mới cho phép các công ty chạy cơ sở dữ liệu và dịch vụ trực tuyến của họ trên máy chủ của Amazon. Điều này có nghĩa là các công ty có thể tiếp tục truy cập vào dữ liệu và dịch vụ của họ thông qua web, nhưng những gì sau đó trở thành Amazon Web Services sẽ phải chịu tất cả các chi phí nâng cấp và bảo trì phần cứng và phần mềm. Nếu một công ty cần thêm dung lượng lưu trữ dữ liệu hoặc băng thông máy chủ hoặc nâng cấp phần mềm để quản lý các tác vụ máy tính của họ, họ có thể chỉ cần đặt hàng các tài nguyên bổ sung bằng một vài cú nhấp chuột thay vì phải thực hiện quy trình thủ công kéo dài hàng tháng được mô tả ở trên.

Trên thực tế, chúng tôi đã đi từ kỷ nguyên quản lý máy chủ phi tập trung, nơi mọi công ty sở hữu và vận hành mạng máy chủ của riêng họ, sang một khuôn khổ tập trung nơi hàng nghìn đến hàng triệu công ty tiết kiệm chi phí đáng kể bằng cách thuê ngoài cơ sở hạ tầng máy tính và lưu trữ dữ liệu của họ cho một số lượng rất nhỏ của các nền tảng dịch vụ 'đám mây' chuyên biệt. Tính đến năm 2018, các đối thủ cạnh tranh hàng đầu trong lĩnh vực dịch vụ đám mây bao gồm Amazon Web Services, Microsoft Azure và Google Cloud.

Điều gì thúc đẩy sự phát triển liên tục của đám mây

Tính đến năm 2018, hơn 75% dữ liệu trên thế giới được lưu trữ trong đám mây, với hơn 90% các tổ chức hiện đang vận hành một số dịch vụ của họ trên đám mây — điều này bao gồm tất cả mọi người từ những người khổng lồ trực tuyến như Netflix cho các tổ chức chính phủ, như CIA. Nhưng sự thay đổi này không chỉ do tiết kiệm chi phí, dịch vụ cao cấp và sự đơn giản, mà còn có một loạt các yếu tố khác thúc đẩy sự phát triển của đám mây — bốn yếu tố đó bao gồm:

Phần mềm như một Dịch vụ (SaaS). Ngoài chi phí thuê ngoài để lưu trữ dữ liệu lớn, ngày càng có nhiều dịch vụ kinh doanh được cung cấp độc quyền trên web. Ví dụ: các công ty sử dụng các dịch vụ trực tuyến như Salesforce.com để quản lý tất cả các nhu cầu bán hàng và quản lý quan hệ khách hàng, từ đó lưu trữ tất cả dữ liệu bán hàng có giá trị nhất của khách hàng bên trong các trung tâm dữ liệu của Salesforce (máy chủ đám mây).

Các dịch vụ tương tự đã được tạo ra để quản lý thông tin liên lạc nội bộ, gửi email, nguồn nhân lực, hậu cần, v.v. của công ty — cho phép các công ty thuê ngoài bất kỳ chức năng kinh doanh nào không phải là năng lực cốt lõi của họ cho các nhà cung cấp chi phí thấp chỉ có thể truy cập thông qua đám mây. Về cơ bản, xu hướng này đang thúc đẩy các doanh nghiệp từ mô hình hoạt động tập trung sang phi tập trung thường hiệu quả hơn và tiết kiệm chi phí hơn.

Lớn dữ liệu. Giống như máy tính liên tục phát triển mạnh mẽ hơn theo cấp số nhân, thì lượng dữ liệu mà xã hội toàn cầu của chúng ta tạo ra hàng năm cũng vậy. Chúng ta đang bước vào thời đại của dữ liệu lớn, nơi mọi thứ đều được đo lường, mọi thứ đều được lưu trữ và không có gì bị xóa.

Hàng núi dữ liệu này cho thấy cả một vấn đề và một cơ hội. Vấn đề là chi phí vật lý của việc lưu trữ lượng dữ liệu lớn hơn bao giờ hết, thúc đẩy quá trình di chuyển dữ liệu vào đám mây nói trên. Trong khi đó, cơ hội nằm ở việc sử dụng các siêu máy tính mạnh mẽ và phần mềm tiên tiến để khám phá các mô hình sinh lời bên trong núi dữ liệu nói trên — một điểm được thảo luận dưới đây.

Internet of Things. Trong số những yếu tố đóng góp lớn nhất của cơn sóng thần dữ liệu lớn này là Internet of Things (IoT). Lần đầu tiên được giải thích trong Internet of Things chương của chúng tôi Tương lai của Internet loạt, IoT là một mạng được thiết kế để kết nối các đối tượng vật lý với web, để "mang lại sự sống" cho các đối tượng vô tri vô giác bằng cách cho phép chúng chia sẻ dữ liệu sử dụng của mình qua web để kích hoạt một loạt các ứng dụng mới.

Để làm được điều này, các công ty sẽ bắt đầu đặt các cảm biến từ siêu nhỏ đến cực nhỏ vào hoặc vào mọi sản phẩm được sản xuất, vào các máy tạo ra các sản phẩm được sản xuất này và (trong một số trường hợp) thậm chí vào nguyên liệu thô cung cấp cho các máy tạo ra các sản phẩm được sản xuất này Mỹ phẩm.

Tất cả những thứ được kết nối này sẽ tạo ra một dòng dữ liệu liên tục và ngày càng tăng, cũng sẽ tạo ra nhu cầu liên tục về lưu trữ dữ liệu mà chỉ các nhà cung cấp dịch vụ đám mây mới có thể cung cấp với giá cả phải chăng và quy mô.

Máy tính lớn. Cuối cùng, như đã gợi ý ở trên, tất cả việc thu thập dữ liệu này là vô ích trừ khi chúng ta có khả năng tính toán để biến nó thành những thông tin chi tiết có giá trị. Và ở đây, đám mây cũng phát huy tác dụng.

Hầu hết các công ty không có ngân sách để mua siêu máy tính để sử dụng trong nhà, chưa nói đến ngân sách và chuyên môn để nâng cấp chúng hàng năm, sau đó mua thêm nhiều siêu máy tính khi nhu cầu xử lý dữ liệu của họ tăng lên. Đây là nơi các công ty dịch vụ đám mây như Amazon, Google và Microsoft sử dụng quy mô kinh tế của họ để cho phép các công ty nhỏ hơn truy cập vào cả bộ nhớ dữ liệu không giới hạn và (gần) các dịch vụ thu thập dữ liệu không giới hạn khi cần thiết.

Kết quả là, các tổ chức khác nhau có thể làm được những kỳ tích đáng kinh ngạc. Google sử dụng hàng núi dữ liệu công cụ tìm kiếm của mình để không chỉ cung cấp cho bạn câu trả lời tốt nhất cho các câu hỏi hàng ngày của bạn mà còn để phân phát cho bạn những quảng cáo phù hợp với sở thích của bạn. Uber sử dụng hàng núi dữ liệu về giao thông và tài xế của mình để tạo ra lợi nhuận từ những người đi làm không được phục vụ. Lựa chọn sở cảnh sát trên toàn thế giới đang thử nghiệm phần mềm mới để theo dõi các nguồn cấp dữ liệu lưu lượng, video và mạng xã hội khác nhau để không chỉ xác định vị trí tội phạm mà còn dự đoán thời gian và vị trí tội phạm có khả năng xảy ra, Minority Report-Phong cách.

Được rồi, bây giờ chúng ta đã có những kiến thức cơ bản, hãy nói về tương lai của đám mây.

Đám mây sẽ trở thành không máy chủ

Trong thị trường đám mây ngày nay, các công ty có thể thêm hoặc bớt dung lượng lưu trữ / điện toán đám mây khi cần thiết. Thông thường, đặc biệt là đối với các tổ chức lớn hơn, việc cập nhật các yêu cầu điện toán / lưu trữ đám mây của bạn rất dễ dàng, nhưng đó không phải là thời gian thực; kết quả là ngay cả khi bạn cần thêm 100 GB bộ nhớ trong một giờ, bạn vẫn có thể phải thuê thêm dung lượng đó trong nửa ngày. Không phải là cách phân bổ nguồn lực hiệu quả nhất.

Với sự chuyển hướng sang đám mây không máy chủ, các máy chủ trở nên 'ảo hóa' hoàn toàn để các công ty có thể thuê năng lực máy chủ một cách linh hoạt (chính xác hơn). Vì vậy, bằng cách sử dụng ví dụ trước, nếu bạn cần thêm 100 GB bộ nhớ trong một giờ, bạn sẽ nhận được dung lượng đó và chỉ bị tính phí trong giờ đó. Không còn phân bổ tài nguyên lãng phí.

Nhưng có một xu hướng thậm chí còn lớn hơn ở phía chân trời.

Đám mây trở nên phi tập trung

Bạn có nhớ trước đó khi chúng ta đề cập đến IoT, công nghệ sẵn sàng cho nhiều vật thể vô tri 'thông minh' không? Công nghệ này đang được tham gia bởi sự gia tăng của các robot tiên tiến, các phương tiện tự hành (AV, được thảo luận trong Tương lai của Giao thông vận tải loạt) và tăng cường thực tế (AR), tất cả đều sẽ đẩy ranh giới của đám mây. Tại sao?

Nếu một chiếc xe ô tô không người lái lái qua ngã tư và một người vô tình đi vào đường phía trước của nó, chiếc xe đó phải thực hiện quyết định rẽ hướng hoặc nhấn phanh trong vòng mili giây; nó không thể bỏ ra vài giây lãng phí để gửi hình ảnh của người đó lên đám mây và đợi đám mây gửi lại lệnh phanh. Chế tạo robot làm việc với tốc độ gấp 10 lần con người trong dây chuyền lắp ráp không thể chờ đợi sự cho phép dừng lại nếu con người vô tình đi qua phía trước nó. Và nếu bạn đang đeo kính thực tế tăng cường trong tương lai, bạn sẽ rất tức giận nếu Pokeball của bạn không tải đủ nhanh để bắt Pikachu trước khi nó chạy.

Mối nguy hiểm trong những tình huống này là cái mà người thường gọi là 'độ trễ', nhưng theo một thuật ngữ khác thì được gọi là 'độ trễ'. Đối với một số lượng lớn các công nghệ tương lai quan trọng nhất sẽ trực tuyến trong một hoặc hai thập kỷ tới, ngay cả một phần nghìn giây độ trễ cũng có thể khiến những công nghệ này không an toàn và không thể sử dụng được.

Kết quả là, tương lai của máy tính (trớ trêu thay) lại là quá khứ.

Trong những năm 1960-70, máy tính lớn thống trị, những máy tính khổng lồ sử dụng máy tính tập trung cho doanh nghiệp. Sau đó vào những năm 1980-2000, máy tính cá nhân xuất hiện, phân cấp và dân chủ hóa máy tính cho đại chúng. Sau đó, từ năm 2005-2020, Internet trở thành xu hướng chủ đạo, ngay sau đó là sự ra đời của điện thoại di động, cho phép các cá nhân truy cập vô hạn các dịch vụ trực tuyến mà chỉ có thể được cung cấp một cách kinh tế bằng cách tập trung các dịch vụ kỹ thuật số trên đám mây.

Và sắp tới trong những năm 2020, IoT, AV, robot, AR và các 'công nghệ tiên tiến' thế hệ tiếp theo khác sẽ xoay chuyển con lắc trở lại hướng phân cấp. Điều này là do để các công nghệ này hoạt động, chúng sẽ cần có sức mạnh tính toán và khả năng lưu trữ để hiểu môi trường xung quanh và phản ứng trong thời gian thực mà không phụ thuộc liên tục vào đám mây.

Chuyển trở lại ví dụ AV: Điều này có nghĩa là một tương lai nơi đường cao tốc được tải với các siêu máy tính dưới dạng AV, mỗi máy thu thập độc lập một lượng lớn dữ liệu về vị trí, tầm nhìn, nhiệt độ, trọng lực và gia tốc để lái xe an toàn và sau đó chia sẻ dữ liệu đó với các AV xung quanh họ để họ lái xe an toàn hơn cùng nhau và cuối cùng, chia sẻ dữ liệu đó trở lại đám mây để hướng tất cả các AV trong thành phố điều tiết giao thông một cách hiệu quả. Trong trường hợp này, quá trình xử lý và ra quyết định diễn ra ở cấp độ cơ bản, trong khi việc học hỏi và lưu trữ dữ liệu lâu dài hơn diễn ra trên đám mây.

Nhìn chung, những nhu cầu về điện toán biên này sẽ thúc đẩy nhu cầu ngày càng tăng về các thiết bị lưu trữ kỹ thuật số và máy tính mạnh hơn bao giờ hết. Và như mọi khi, khi sức mạnh tính toán tăng lên, các ứng dụng cho sức mạnh tính toán nói trên phát triển, dẫn đến nhu cầu và nhu cầu sử dụng nó tăng lên, dẫn đến việc giảm giá do tính kinh tế theo quy mô, và cuối cùng dẫn đến một thế giới sẽ được tiêu thụ bởi dữ liệu. Nói cách khác, tương lai thuộc về bộ phận CNTT, vì vậy hãy đối xử tốt với họ.

Nhu cầu ngày càng tăng về sức mạnh tính toán cũng là lý do tại sao chúng ta kết thúc loạt bài này bằng một cuộc thảo luận về siêu máy tính, và tiếp theo là cuộc cách mạng sắp tới là máy tính lượng tử. Đọc tiếp để tìm hiểu thêm.