多样性算力需求下，业内大咖共话操作系统产业未来发展

随着越来越多的新技术兴起，算力的需求出现了爆发式增长且变得更加多样化。在异构、算力多样性逐渐成为行业新需求的背景下，操作系统产业的发展也来到了新的路口。在 2021 年 11 月 9 日举行的操作系统产业峰会 2021 & openEuler Summit 2021 普华基础软件分论坛圆桌对话环节，来自操作系统、芯片、数据库、中间件及应用的产业链上下游的多位大咖齐聚，共同探讨操作系统产业的未来发展。

圆桌对话嘉宾：

 

普华基础软件事业部总经理 沈翔（主持人）

鲲鹏计算领域副总裁 张立鹏

人大金仓高级副总裁 冷建全

慧点科技副总裁 陈科

申泰公司市场总监 张云桥

金蝶天燕客户服务中心副总经理 姚玉鹏

飞腾公司操作系统部总监 陈鲍孜

多样性算力给基础软件产业带来的变化与挑战

张立鹏认为，随着整体数据结构不断变化，算力逐渐在不同领域有着越来越多的应用，同时在处理器技术不断进步的当下，可以预见的是，多样性算力必然会成为重要的趋势。

“站在芯片角度来讲，以前更多的是面向文本或者结构化的数据，所有的计算都是围绕 CPU 进行的。现在数据整体结构发生了变化，逐渐也出现了像 GPU、DPU 不同的计算形态。业界一些大的互联网公司、算力公司，可能也逐渐地在向不同的算力、多样化的算力方向尝试。”张立鹏表示。

陈鲍孜则站在计算机体系结构、处理器的角度进行分析。在他看来，当前在学术界以及产业界已经形成的共识是，计算机体系结构一定朝着通用配专用的方向发展。“在 2019 年的时候，图灵奖获得者、计算机体系结构经典教材的撰写者曾发表一篇文章，大致意思就是计算机体系结构的黄金时代，未来发展一定是领域特定的体系结构和领域特定编程语言融合的体系发展，传统的摩尔定律、功耗都会受到一定限制。要想提升芯片的能耗、性能、生态等，必须从这些方面入手进行扩展。”

而作为数据存储和计算的核心，数据库本身面临的计算越来越丰富，也有越来越多新的模型数据库在库内存储。冷建全认为，这些新型运算有一个非常大的特点：计算密集。传统数据库一般用做事务处理，现在多模计算做的是海量数据复杂计算，包括大数据分析、机器学习都是计算密集型的。可以看到的是，异构计算在数据库领域的应用是非常重要的一个趋势。

“相对 GPU，传统 CPU 的计算能力相对偏弱。从性能角度来讲，传统做优化基本都是在软件的算法层面做优化，现在数据库里一些常见的分析操作都可以在 GPU 上做运算，包括 FPGA 这些新型硬件。这些硬件跟数据库软件算法结合，会释放更多数据库算力。”

在应用软件层面上，用户在算力需求上也有自己特有的理解。陈科介绍道，首先，不同的应用软件会有不同的功能组件，每个组件需要的算力模式不太一样。在应用软件逐步走入智能化时代，有越来越多的用户对一些智能化的场景提出要求，软件在做一些人工智能处理的时候，其实是需要更多的计算量的。其次，很多大型集团性企业对大数据量、大用户量，以及分布式微服务架构，也需要更大的计算需求，做分布式部署时候也会存在混合应用架构。

在中间件层面上，姚玉鹏认为现在的基础软件领域和过去已然大不相同。过去更多是巨石应用，单一的 Java EE 应用部署在应用服务器上，和底层的 JDK 或者 CPU 进行线程、IO 等调优。但随着基础软件行业快速发展，出现分布式和上云需求后，不单是要进行单一单点性能调优，还要和云平台本身及其内部的所有组件形成整体的解决方案，对底层算力和优化手段的要求也是不一样的。

多算力场景下，面向未来的操作系统是什么样的？

在多样性算力需求已成趋势的背景下，大家对于面向未来的操作系统也提出了新的期望。

张立鹏认为，操作系统作为和硬件最直接交互的基础软件，首先，需要屏蔽所有硬件参与，通过南北向兼容性扩展以及基础应用包的丰富，让用户可以无感知地在不同的 CPU 上跑应用。“不同的 CPU 设计是不一样的，x86 单核能力很强，ARM 单核能力相对没那么强，但是核多，操作系统要做的就是在不同的 CPU 之间把业务调度好。”

其次，操作系统需要通过编译器优化、底层加速器的构建，在不同的 CPU 架构下将性能发挥出来。

真正做成一个产品往往需要很多标准，这些标准很多是由操作系统厂商参与制定的，在陈鲍孜看来，能不能做出一个生态友好、能快速适应产业链的 CPU，在很大程度上取决于是否有一个权威、研发实力强劲的操作系统，并且对业界的接口有标准的解释。“有时候制定的标准不仅仅是硬件要怎么做，而是软件要怎么用，硬件必须做成什么样子，其中大量信息是来自操作系统，包括我们也可以看到一些指令集的加入，也是因为上层系统对这些体系结构有要求，才会加入进来。”

另一方面，未来的产品会更多的将加速器集成在系统里，加速器的使用完全依赖于上层软件的配合，如果软件写得不够好，或者软件平台本身搭配得不够好，显然很多加速器都是用不起来的。“从这个角度来讲，这些加速部件能不能很好地起到作用，或者能不能支撑应用完成任务，很大程度上需要软件的配合。”陈鲍孜提到。

至于操作系统最根本的责任，沈翔认为，对下，在硬件、资源上能够自由调配，平滑操作；对上，能够让业务顺畅地运行，并且能适用于各种场景。