首個（gè）基於自（zì）主CPU的國產雲（yún）計（jì）算係統問世

2016年6月13日，在深圳（zhèn）大學召（zhào）開了“基（jī）於（yú）國產龍芯3B1500處理器的雲計算係（xì）統SD-30”(以下簡稱SD-30)成果（guǒ）鑒定會。經（jīng）深圳市科技創新（xīn）委員會授權，鑒定委員會通過SD-30係統的鑒定。SD-30是深圳大學陳國良（liáng）院士團隊（duì）聯合（hé）龍芯中科技術（shù）有限公司研（yán）製的我國第一套采用自主設計的基於龍芯3B1500處理器的雲計（jì）算處理與應用係統，具有高密度、高能效、高擴展性的特點，在軟硬件結合的虛擬機設計與性能優化等（děng）關鍵技術（shù）上達到了（le）國內領先（xiān）水平。

SD-30的（de）廬山（shān）真麵目（mù）

SD-30係（xì）統采用單一整體42U機櫃設計，係統占地0.759平方米，高度2米，體積1.518立方米;整機係統理論雙精度浮點峰值性（xìng）能（néng）為10.24萬億次/秒，整機運（yùn）行功耗為5.93千瓦。

SD-30共包含40個雲計算節點，每個雲（yún）計算節點包含兩顆8核1GHz龍芯3B1500處理器。所有計算節（jiē）點使用Infiniband和千兆以太網互聯，每兩個計算（suàn）節點采（cǎi）用1UTwins結（jié）構設計（jì）。

SD-30係統支持基於分布式文件管理（lǐ）的龍存雲存儲，該（gāi）存儲（chǔ）係統包括2台元數（shù）據節點與38台數據節點，支持連接管理、係統監控、存儲係統管理、權限管理、高級管理、係統配置等功能;實現了存儲資源的虛擬化（huà）。

SD-30係統支持Hadoop大數據處理平（píng）台，基於該平台實現了文件檢索係統，可以實現文件上傳，文件列（liè）表和Hadoop狀態查看以及關鍵（jiàn）字檢（jiǎn）索等功能。

據筆者了解，SD-30計算虛擬化效率頗為可觀——通過SPECCPU2000測試表明，單CPU節點上單台、兩（liǎng）台、四台虛擬機的計算虛擬化效（xiào）率均達到（dào）80%以上;通過Stream內存帶寬測試表明，單CPU節點上單台、兩台、四台虛擬機（jī）的訪存虛擬化效率均達到85%以上。

實現自主CPU雲平台的難點在哪

筆者在采訪深圳大學高性能中心副主（zhǔ）任蔡曄時，他表示，“自主CPU要做到支持雲平台，主（zhǔ）要難（nán）點在虛擬（nǐ）化技術，把物理資源變成邏輯資源，便於調度管理。虛擬化可以（yǐ）分為（wéi）兩個方（fāng）麵理解，一是正向虛擬化——把多個物理節點組成一個邏輯節點，Hadoop、雲儲存這些互聯網應用其實需（xū）要的是這種（zhǒng）。另一（yī）種是反向虛擬化——把（bǎ）一個物理節點拆分為多個邏（luó）輯節點，而真正需要在CPU層麵支持（chí）的主要是反向虛擬化，其他都（dōu）是軟件的工作……為實現龍（lóng）芯3B1500支持雲平台，深圳大學和龍芯公司采（cǎi）用（yòng）了軟（ruǎn）硬結合的辦法，對操作係統內核做一定修改，終於在SD-30上實現了基於（yú）國（guó）產龍芯CPU的虛擬化係統HKVM-Loongson，係統采用KVM虛擬化技術和OpenStack開（kāi）源雲計算軟件棧，首次在超過40台國產龍芯集（jí）群（qún）服務器上構建了大規模的虛擬化節點並實現了對300個以上雲計算虛擬節點（diǎn）的有效資源管理與調度。”

對於雲計算是否是（shì）自主CPU的機遇，蔡曄表示，“雲計算不僅不是自主CPU的阻礙，反而是一個自主CPU擴大應用（yòng）的機會……相對於反向虛（xū）擬化，自主CPU更應該關注正向虛擬化，因為自（zì）主CPU雖然在絕對性能（néng）上和國外產品有差距，但卻具有功耗、性（xìng）能適中，性（xìng）能-功（gōng）耗比較好的特點。使用性能功耗比較高的自主CPU做雲計算，雖然在單個節點性能並（bìng）不突出的，但組成一個（gè）大的（de）集群，管理起來，形成一個整體，就能提（tí）供較好的（de）服務。”

SD-30的意（yì）義

雖（suī）然SD-30在絕對性能和實用性（xìng）上和國外產品有不小的差距——比如（rú）在帶（dài）寬和雙（shuāng）精浮點上差距不小，在計（jì）算虛擬（nǐ）化效率上相對於國外90%以上的效率也有差距，但（dàn）本（běn）次（cì）的3B1500支持雲平台更多（duō）是解決（jué）有無的問題。

下一步，龍芯將實現3A2000/3B2000對雲平台的支持，而且由於采用硬件虛擬化技術，可以不（bú）需要修改操作係統，換言（yán）之，就是可以原生的支持虛擬化軟件，效率可以更高（gāo）——據龍芯估算（suàn），3A2000/3B2000在采用硬件虛擬（nǐ）化（huà）技術後，其計算虛擬化效率可以接近（jìn）100%。

另外，作為中國（guó）首個基於自主CPU的國產雲計（jì）算（suàn）係統。SD-30項目的完成將有效的帶動廣東省乃至我國計算機產業的發（fā）展（zhǎn），極大地促進國產雲計算產業鏈（liàn）在基礎（chǔ）設施（shī）服務、平台服務和軟件服務（wù）的各個環節的充（chōng）分發展——研（yán）製的SD-30係統將安全可靠服務器（qì）、存儲設備、網絡（luò）、管理、散熱和電源全麵結合至（zhì）單一係統結構中，並以（yǐ）安全可靠的通用Bioses、通用操作係統（tǒng）、通用中間件（jiàn）、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、優化成一個麵向多種行業（yè）的、高並（bìng）發高密集的全（quán）國產雲計算係統。這一定程度上有（yǒu）助於中國突破國際巨頭的技術（shù）和產業壟斷。

自主CPU在雲計（jì）算領域的前景

SD-30係統相比傳統（tǒng）的小型機和服務器（qì）在應用上具有一定（dìng）優勢——具有硬件、軟（ruǎn）件和（hé）應用（yòng）一（yī）體化交付的特點，具有用戶開箱即用的優勢，用戶無需組建（jiàn）專門的團隊花費大量的時間和金錢設計、測試和調整集成式定製（zhì）解決方法。

由於SD-30係統由於具有通用係統的靈活性、雲的伸縮性和（hé）針對工作負載（zǎi）調（diào）優的設備的簡易性，在政府信（xìn）息化、雲（yún）計算、電子商務、安全存儲等眾多行業中有巨大需求，在廣東省乃至全國的經濟發展中具有巨大的應（yīng）用潛力。

目前SD-30及其相（xiàng）關（guān）核心技術已經在多家單位（wèi）開展了相關應用推（tuī）廣工（gōng）作，同時（shí）還與龍芯中科、曙光、浪潮、龍芯夢蘭、金蝶、深圳移動（dòng）、華為、太極、天源（yuán）迪科（kē）、華大基因等著名企業及（jí）國內（nèi）外多所大學和科研機構建立了密切的產學研合作關（guān）係，進行進一步推廣（guǎng）。
 

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