现代化硬件助力数字化业务规模化发展

F5生态系统 | 2022年10月26日


硬件为软件提供支撑,进而推动数字化业务发展。没有硬件,软件和数字化业务都无法成功。

对组织而言,采用合适的硬件应与选择合适的平台和网络同等重要。原因何在?因为性能始终至关重要,数字业务的性能取决于能否采用适当的技术来满足需求。选择合适的硬件有助于提高成本效益和能效,并增强敏捷性。

当今的xPU技术可实现规模经济,因为它通过专用硬件大幅提升性能并推动数字化转型。这类硬件在芯片中集成了对网络和应用至关重要的特定加速功能。但要充分发挥xPU的计算和处理能力,组织需要以应用为核心实现企业架构现代化。

xPU将延续摩尔定律的生命力

既然您正在阅读本文,我想您应该听说过摩尔定律。不过,即使没有听说过,也需要明确一点:摩尔定律并非真正的定律,而更像是一项预测,只是这项预测在大约50年间恰好得到了验证。1965年,英特尔的戈登·摩尔推算,随着技术进步,每个集成电路(即CPU)上的晶体管数量将每年翻一番,从而使处理能力呈指数级提升。后来,他将这一周期修正为每两年翻一番,但长期来看,实际数据更接近每18个月翻一番。

过去十年左右,硬件更新带来的CPU性能提升有所放缓,因此许多人声称摩尔定律已经失效或正在失效。但这些说法过于直接地以原始硅片上元件数量翻倍和通用处理能力提升为依据。

诚然,受底层物理规律限制,硬件组件正逐渐接近无法进一步缩小的极限,但这并不意味着计算和处理能力的提升已陷入停滞。应对CPU瓶颈的方法是采用专用硬件xPU,以满足特定的软件需求。

可以把CPU想象成一把普通的厨师刀。它用途广泛,足以完成烹制和上菜所需的全部工作,但效率并非处处理想。如今的GPU、DPU和xPU等专用计算硬件,就像刀架中的各类专用刀具,例如片鱼刀、砍骨刀和厨房剪刀。将它们与CPU配合使用,可以提高备餐和上菜的速度与效率,让厨师能够“横向扩展”菜品供应能力。

在突破某些物理极限后,晶体管数量和通用CPU算力可能无法继续保持每18个月翻一番,但精密硬件或“特定领域”硬件的性能仍可推动指数级提升。只要软件和架构经过专门设计,能够利用xPU所提供的加速功能,这实际上就能将摩尔定律的适用范围扩展到通用计算之外。

数字化转型需要现代企业架构

过去,通用CPU中的晶体管数量和计算能力翻倍,就足以显著提升性能。但如今,要改善运维体验,需要将专用硬件与能够充分利用其特殊计算能力的软件相结合。

以CPU为核心设计应用时,开发人员需要谨慎评估数据需求,因为这会影响应用的速度、质量和性能。而以DPU为核心构建应用,则可以利用更快的数据处理能力,同时降低功耗。沿用前文的类比,这就像厨师不用普通厨刀,而是用砍刀处理肉排,可以节省时间和精力。

但是,仅仅在数据中心部署高端DPU,并不能同时优化数据处理和实现可观测性。企业架构的设计必须充分发挥硬件能力,以支持其承载的软件。这意味着,必须将硬件本身视为不可或缺的架构组件。

在如今的4K超高清电视上观看20世纪90年代的电视剧或电影,就能直观地看到软件未针对硬件能力进行设计会产生怎样的效果。同样,将如今的4K处理器装入老式CRT电视或背投电视,也无法带来观众期待的升级体验,因为这些系统在架构设计上并未考虑如何利用此类技术。只有软硬件合理搭配,才能呈现出色的视觉效果。与此类似,当前的企业架构并非为充分利用如今xPU硬件的能力而开发。如今,许多组织正准备在过去的硬件上运行现代软件,开启数字化转型之旅;这最终只会导致失败。

要了解如何实现架构现代化,以充分利用当今的硬件能力并支持数字化业务规模化发展,请阅读我们的O’Reilly新书《数字化业务的企业架构》中由系统首席技术官兼杰出工程师Joel Moses撰写的章节《基础设施复兴》。


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