2016年6月13日，在深圳大學(xué)召開(kāi)了“基于國產(chǎn)龍芯3B1500處理器的云計算系統SD-30”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)SD-30）成果鑒定會(huì )。經(jīng)深圳市科技創(chuàng )新委員會(huì )授權，鑒定委員會(huì )通過(guò)SD-30系統的鑒定。SD-30是深圳大學(xué)陳國良院士團隊聯(lián)合龍芯中科技術(shù)有限公司研制的我國第一套采用自主設計的基于龍芯3B1500處理器的云計算處理與應用系統，具有高密度、高能效、高擴展性的特點(diǎn)，在軟硬件結合的虛擬機設計與性能優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)上達到了國內領(lǐng)先水平。
SD-30
SD-30的廬山真面目
SD-30系統采用單一整體42U機柜設計，系統占地0.759平方米，高度2米，體積1.518立方米；整機系統理論雙精度浮點(diǎn)峰值性能為10.24萬(wàn)億次/秒，整機運行功耗為5.93千瓦。
SD-30共包含40個(gè)云計算節點(diǎn)，每個(gè)云計算節點(diǎn)包含兩顆8核1GHz龍芯3B1500處理器。所有計算節點(diǎn)使用Infiniband和千兆以太網(wǎng)互聯(lián)，每?jì)蓚�(gè)計算節點(diǎn)采用1UTwins結構設計。
SD-30系統支持基于分布式文件管理的龍存云存儲，該存儲系統包括2臺元數據節點(diǎn)與38臺數據節點(diǎn)，支持連接管理、系統監控、存儲系統管理、權限管理、高級管理、系統配置等功能；實(shí)現了存儲資源的虛擬化。
SD-30系統支持Hadoop大數據處理平臺，基于該平臺實(shí)現了文件檢索系統，可以實(shí)現文件上傳，文件列表和Hadoop狀態(tài)查看以及關(guān)鍵字檢索等功能。
據了解，SD-30計算虛擬化效率頗為可觀(guān)——通過(guò)SPEC CPU2000測試表明，單CPU節點(diǎn)上單臺、兩臺、四臺虛擬機的計算虛擬化效率均達到80%以上；通過(guò)Stream內存帶寬測試表明，單CPU節點(diǎn)上單臺、兩臺、四臺虛擬機的訪(fǎng)存虛擬化效率均達到85%以上。
SD-30和蔡曄老師
實(shí)現自主CPU云平臺的難點(diǎn)在哪
筆者在采訪(fǎng)深圳大學(xué)高性能中心副主任蔡曄時(shí)，他表示，“自主CPU要做到支持云平臺，主要難點(diǎn)在虛擬化技術(shù)，把物理資源變成邏輯資源，便于調度管理。虛擬化可以分為兩個(gè)方面理解，一是正向虛擬化——把多個(gè)物理節點(diǎn)組成一個(gè)邏輯節點(diǎn)，Hadoop、云儲存這些互聯(lián)網(wǎng)應用其實(shí)需要的是這種。另一種是反向虛擬化——把一個(gè)物理節點(diǎn)拆分為多個(gè)邏輯節點(diǎn)，而真正需要在CPU層面支持的主要是反向虛擬化，其他都是軟件的工作……為實(shí)現龍芯3B1500支持云平臺，深圳大學(xué)和龍芯公司采用了軟硬結合的辦法，對操作系統內核做一定修改，終于在SD-30上實(shí)現了基于國產(chǎn)龍芯CPU的虛擬化系統HKVM-Loongson，系統采用KVM虛擬化技術(shù)和OpenStack開(kāi)源云計算軟件棧，首次在超過(guò)40臺國產(chǎn)龍芯集群服務(wù)器上構建了大規模的虛擬化節點(diǎn)并實(shí)現了對300個(gè)以上云計算虛擬節點(diǎn)的有效資源管理與調度。”
對于云計算是否是自主CPU的機遇，蔡曄表示，“云計算不僅不是自主CPU的阻礙，反而是一個(gè)自主CPU擴大應用的機會(huì )……相對于反向虛擬化，自主CPU更應該關(guān)注正向虛擬化，因為自主CPU雖然在絕對性能上和國外產(chǎn)品有差距，但卻具有功耗、性能適中，性能-功耗比較好的特點(diǎn)。使用性能功耗比較高的自主CPU做云計算，雖然在單個(gè)節點(diǎn)性能并不突出的，但組成一個(gè)大的集群，管理起來(lái)，形成一個(gè)整體，就能提供較好的服務(wù)。”
SD-30的意義
雖然SD-30在絕對性能和實(shí)用性上和國外產(chǎn)品有不小的差距——比如在帶寬和雙精浮點(diǎn)上差距不小，在計算虛擬化效率上相對于國外90%以上的效率也有差距，但本次的3B1500支持云平臺更多是解決有無(wú)的問(wèn)題。
下一步，龍芯將實(shí)現3A2000/3B2000對云平臺的支持，而且由于采用硬件虛擬化技術(shù)，可以不需要修改操作系統，換言之，就是可以原生的支持虛擬化軟件，效率可以更高——據龍芯估算，3A2000/3B2000在采用硬件虛擬化技術(shù)后，其計算虛擬化效率可以接近100%。
另外，作為中國首個(gè)基于自主CPU的國產(chǎn)云計算系統。SD-30項目的完成將有效的帶動(dòng)廣東省乃至我國計算機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，極大地促進(jìn)國產(chǎn)云計算產(chǎn)業(yè)鏈在基礎設施服務(wù)、平臺服務(wù)和軟件服務(wù)的各個(gè)環(huán)節的充分發(fā)展——研制的SD-30系統將安全可靠服務(wù)器、存儲設備、網(wǎng)絡(luò )、管理、散熱和電源全面結合至單一系統結構中，并以安全可靠的通用BIOS、通用操作系統、通用中間件、通用數據庫、通用典型應用程序和通用管理軟件為基礎，集成、優(yōu)化成一個(gè)面向多種行業(yè)的、高并發(fā)高密集的全國產(chǎn)云計算系統。這一定程度上有助于中國突破國際巨頭的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)壟斷。
自主CPU在云計算領(lǐng)域的前景
SD-30系統相比傳統的小型機和服務(wù)器在應用上具有一定優(yōu)勢——具有硬件、軟件和應用一體化交付的特點(diǎn)，具有用戶(hù)開(kāi)箱即用的優(yōu)勢，用戶(hù)無(wú)需組建專(zhuān)門(mén)的團隊花費大量的時(shí)間和金錢(qián)設計、測試和調整集成式定制解決方法。
由于SD-30系統由于具有通用系統的靈活性、云的伸縮性和針對工作負載調優(yōu)的設備的簡(jiǎn)易性，在政府信息化、云計算、電子商務(wù)、安全存儲等眾多行業(yè)中有巨大需求，在廣東省乃至全國的經(jīng)濟發(fā)展中具有巨大的應用潛力。
目前SD-30及其相關(guān)核心技術(shù)已經(jīng)在多家單位開(kāi)展了相關(guān)應用推廣工作，同時(shí)還與龍芯中科、曙光、浪潮、龍芯夢(mèng)蘭、金蝶、深圳移動(dòng)、華為、太極、天源迪科、華大基因等著(zhù)名企業(yè)及國內外多所大學(xué)和科研機構建立了密切的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，進(jìn)行進(jìn)一步推廣。
