云計算和電力：超越公用服務模型

企業對電力的依賴不亞于IT。然而，然而公司并不需要一個“首席電力官”及訓練有素的專業工作人員來管理電力，將其集成于自己的業務中。電力運用的歷史是否能為當今云的創新提供有用的類比？

雖然公用服務模型提供了某些啟示，但我們要想理解云計算面臨的現實挑戰和機遇，就必須超越這個簡單的類比。管理者試圖利用外部資源時將面臨創新、規模和地域等技術問題。此外，與互補性、互操作性和安全性相關的商業模式的挑戰，也使得難以出現穩定的云市場。過于簡單地依賴公用服務模型可能使我們忽視云計算真正的機會和挑戰。

云計算和電力模型

云計算有不同的定義。從實踐者的觀點來看：“云計算是按需獲取自己數據中心之外的虛擬化IT資源，這些資源位于自己的數據中心之外，是與他人共享的，簡單易用，采取付費訂閱，并通過互聯網訪問。”從學術的觀點來看：“云計算既包括通過互聯網作為服務交付的應用，也包括數據中心里提供這些服務的硬件和系統軟件。……數據中心的硬件和軟件即是我們所謂的‘云’。當云以用后付費方式提供給公眾時，我們稱之為公用云;而所出售的服務即為效用計算(Utility Computing)。”兩種定義都暗示或明確地使用“公用服務”模型，該模型嵌入了無處不在的供水、電網或下水道體系。盡管這種模型具有重要的優勢，但也存在重大的缺點。

硬件供應商把“公用服務”計算(即現在流行的效用計算)的說法引入了市場。但也許關于電力模型最嚴密、最有力的表述來自于尼古拉斯·卡爾，一位獨立的博主。在他最近的《大轉變》一書中寫道：“在純粹的經濟層面，信息技術和電力之間的相似性更突出。兩者都是經濟學家所稱的通用技術。……通用技術，被認為是構建許多不同工具或應用程序的平臺，而不是獨立的工具。……一旦可能集中地提供技術，大型公用事業供應商就會出現，以取代獨立小公司。可能需要幾十年的時間才會使企業放棄其專有的供應業務及其投資。但最終公用事業所節省的成本即便對于最大的企業也讓人難以拒絕。網格終將勝出。”

公用服務模型的優勢

卡爾正確地突出了通用技術的概念。這類技術歷來是現代經濟生產力增長的最大推動力量。它們不僅直接貢獻，而且也催生無數的作為其補充的進一步創新。對于電力，這包括電力照明、電機和機械。對于IT，這包括交易處理、企業資源管理(ERP)系統、在線商務和其他無數的應用程序，甚至是商業模式創新。

云計算的某些規模經濟性和成本節約也和電力生產中的情況類似。通過基于統計的多路技術，集中化的設施的運行效率將高于以各種方式分散部署的服務器。例如，一個系統管理員可以在一個大型數據中心管理1000多個服務器，而在一個中等規模的數據中心，同樣的人往往只管理大約140個服務器。

將數據中心移到更接近能源生產的地方，云計算將會帶來更多的成本節約。通過互聯網的光纖骨干網移動光子，要比通過輸電網傳遞電子經濟得多。把數據中心放到低成本的電力產地附近，如距美國西北水電站很近的地方時，就實現了這種節約。

但是，具有優勢的同時，這種電力效用的類比也有三個技術缺點和三個商業模式缺點。

公用服務模型的技術缺點

創新的步伐 發電和配電創新進程需要經過幾十年或幾個世紀。與此形成鮮明對比的是摩爾定律以月衡量。與今天一個200美元的iPod相當的基本計算能力，在1976年可能值10億美元，而且那時無論花多少代價都不可能實現iPad的全套功能，更別說小到裝進口袋。管理信息系統這樣的創新和迅速變化的系統需要高技能的、有創造力人員的關注，即使是別人的創新。這不同于管理穩定的技術。

規模的限制 能夠快速獲得額外的服務器實例是云計算的主要優勢，但這也有局限性。首先，并行問題只是難處理的計算任務的一方面情況：某些問題和進程必須由其它處理、記憶和存儲的體系結構來處理，因此簡單地租用更多節點可能根本沒有任何幫助。第二，很多商業應用依賴于關系型數據庫管理系統支持的完整一致的事務計算。CAP(Consistency、Availability、Partition tolerance，一致性、可用性和分區容錯性)定理告訴我們不能同時得到一致性和可擴展性。實現具有與SQL一樣豐富的應用程序編程接口的云中可擴展的數據存儲是個難題，它使大容量的、執行關鍵任務的事務交易系統難以在云環境中運行。

同時，具有一定規模的企業可以通過部署私有云獲得最好的結果。例如，英特爾正在合并其數據中心，最終從100多個減少到大約10個。到2008年其總數已下降至75個，節省了9500萬美元。據英特爾公司首席信息官黛安·布萊恩特稱，英特爾85%服務器用于支持工程計算，且這些服務器以90%的利用率運行——這樣一個具有戰略重要性和業務績效相結合的例子將平息任何將負荷轉移到云供應商的議論。具有諷刺意味地是，恰在公用服務模型在計算領域被炒得沸沸揚揚時，高度集中的方法對電力本身也不那么有效了：新興的分布式發電系統的特征是利用運行微型水電、風電、微型渦輪機和燃料電池等更小的節點。不僅如此，實際上很多企業自己發電或生產蒸汽，出于同樣的原因，他們為了可靠性、戰略優勢或成本可視將繼續在企業內保持某些類IT。

延遲 距離也不會變得無關緊要。物理學中少數的永恒規律之一即是光速。因此，延遲仍然是一個艱巨的挑戰。在網絡領域，對計算機化股票交易的即刻執行需求，將導致金融服務公司把自己的數據中心設置在盡可能靠近股票市場的地方。讀/寫磁盤帶來的限制只能減小而不可能消除，但提高速度要付出容量的代價：大磁盤慢，快磁盤小。對于許多類型的應用，性能、便利性和安全方面的考慮仍將要求計算的本地化。把數據中心轉移至遠離客戶的地方也許會節省電費成本，但延遲的成本往往高于這些節約的成本。

超越電力：云的商業模式

重要的是，云計算和電力之間商業模式的差異與技術差異一樣重要，但比之更為根本。

互補和共生發明 類似于電力，IT是一種通用技術。這意味著關鍵利益來自于由基本技術促成的共生發明。經歷了30至40年的時間，美國的工廠才得獲電力的所有好處。起初，生產線和生產流程沒有為利用電力而重新設計：大型中央蒸汽發動機被簡單地替換為大型的電動馬達，然后與原先的舊曲軸和齒輪相連。只有在改造生產流程之后，電氣化的潛力才得到了充分發揮。今天，電力已變成相對成熟的商品。而計算則仍處于創新和共生發明劇增的時期。簡單地用云計算替換企業資源而沒有進行其他變化，肯定無法充分利用新技術帶來的好處。

信息科技推動者商業模式的創新和組織的重新設計，這種趨勢帶來的機遇和風險正在改變著整個產業。例如，蘋果公司從永久許可模式過渡到付費使用，iTunes商店使得其收入四年增長4倍。將蘋果ERP系統和每天處理約1000萬收入的計費引擎緊密集成，在云環境下，即使未必不可能，但也將是很困難的。

鎖定和互操作性 電力的鎖定問題很早是通過對壟斷的監管來解決的，后來則通過立法將發電和傳輸分離及創造市場結構來解決。因為電子都是一樣的，所以市場起了作用。在19世紀90年代，旋轉變流器使得不同發電技術得以相互連接，但近期還無法找到可與此類比的技術來為顧客服務，以適應多個云供應商。企業計算若要像線路電壓一樣工作，就需要本質上不同的數據管理，而不是任何個人的技術路線圖。

也許最關鍵的是信息比特不是電子。根據其應用、工程和期望的用途，云計算不能在云供應商間互換。簡單地說，企業計算支持的業務流程不是電機或燈泡。

安全性 云計算所遇到的安全問題在電氣應用方面從未遇到過。沒有監管或執法機構會去審核公司的電子，但與客戶資料、商業秘密和機密的政府信息相關的進程都面臨嚴格的審核要求和標準。通常是共享的、動態的云計算資源(包括CPU、網絡等)減弱了用戶的控制能力，造成了許許多多新的嚴峻的安全問題。在受防火墻保護的本地計算中不會遇到這些問題。

結論

如果公用服務模型是適用的，那么云計算面臨的挑戰就可以采用類似于電力的解決方案來解決，但是事實并非如此。現實情況是，云計算還不能實現電力那樣簡單的“即插即用”，這就需要云計算本身的創新，并促成眾多應用和商業模型的創新繼續快速進步才能實現這種簡單性。雖然電力公司被認為是簡單和穩定的模范，但是，這個行業也不能避開IT的變革力量。諸如“智能電網”之類的創新正在以一種早期電氣化時代所未見過的速度引發其根本性的變革。

云計算真正的力量在于它是更多創新的催化劑。事實上，隨著云計算繼續變得更便宜、更普及，組合創新的機會不斷增長。這就必然要求IT和業務主管有更多的創造力和技能。最后要說的是，這方面的發展不可避免，我們應該歡迎和擁抱它。

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