云计算和电力：超越公用服务模型

企业对电力的依赖不亚于IT。然而，然而公司并不需要一个"首席电力官"及训练有素的专业工作人员来管理电力，将其集成于自己的业务中。电力运用的历史是否能为当今云计算的创新提供有用的类比？虽然公用服务模型提供了某些启示，但我们要想理解云计算面临的现实挑战和机遇，就必须超越这个简单的类比。管理者试图利用外部资源时将面临创 新、规模和地域等技术问题。此外，与互补性、互操作性和安全性相关的商业模式的挑战，也使得难以出现稳定的云市场。过于简单地依赖公用服务模型可能使我们 忽视云计算真正的机会和挑战。

云计算和电力模型

云计算有不同的定义。从实践者的观点来看："云计算是按需获取自己数据中心之外的虚拟化IT资源，这些资源位于自己的数据中心之外，是与他人共 享的，简单易用，采取付费订阅，并通过互联网访问。"从学术的观点来看："云计算既包括通过互联网作为服务交付的应用，也包括数据中心里提供这些服务的硬 件和系统软件。......数据中心的硬件和软件即是我们所谓的'云'。当云以用后付费方式提供给公众时，我们称之为公用云;而所出售的服务即为效用计算 (Utility Computing)。"两种定义都暗示或明确地使用"公用服务"模型，该模型嵌入了无处不在的供水、电网或下水道体系。尽管这种模型具有重要的优势，但 也存在重大的缺点。

硬件供应商把"公用服务"计算(即现在流行的效用计算)的说法引入了市场。但也许关于电力模型最严密、最有力的表述来自于尼古拉斯·卡尔，一位 独立的博主。在他最近的《大转变》一书中写道："在纯粹的经济层面，信息技术和电力之间的相似性更突出。两者都是经济学家所称的通用技术。......通用技术， 被认为是构建许多不同工具或应用程序的平台，而不是独立的工具。......一旦可能集中地提供技术，大型公用事业供应商就会出现，以取代独立小公司。可能需要几 十年的时间才会使企业放弃其专有的供应业务及其投资。但最终公用事业所节省的成本即便对于最大的企业也让人难以拒绝。网格终将胜出。"

公用服务模型的优势

卡尔正确地突出了通用技术的概念。这类技术历来是现代经济生产力增长的最大推动力量。它们不仅直接贡献，而且也催生无数的作为其补充的进一步创 新。对于电力，这包括电力照明、电机和机械。对于IT，这包括交易处理、企业资源管理(ERP)系统、在线商务和其他无数的应用程序，甚至是商业模式创 新。

云计算的某些规模经济性和成本节约也和电力生产中的情况类似。通过基于统计的多路技术，集中化的设施的运行效率将高于以各种方式分散部署的服务 器。例如，一个系统管理员可以在一个大型数据中心管理1000多个服务器，而在一个中等规模的数据中心，同样的人往往只管理大约140个服务器。

将数据中心移到更接近能源生产的地方，云计算将会带来更多的成本节约。通过互联网的光纤骨干网移动光子，要比通过输电网传递电子经济得多。把数据中心放到低成本的电力产地附近，如距美国西北水电站很近的地方时，就实现了这种节约。

但是，具有优势的同时，这种电力效用的类比也有三个技术缺点和三个商业模式缺点。

公用服务模型的技术缺点创新的步伐 发电和配电创新进程需要经过几十年或几个世纪。与此形成鲜明对比的是摩尔定律以月衡量。与今天一个200美元的iPod相当的基本计算能力，在1976年 可能值10亿美元，而且那时无论花多少代价都不可能实现iPad的全套功能，更别说小到装进口袋。管理信息系统这样的创新和迅速变化的系统需要高技能的、 有创造力人员的关注，即使是别人的创新。这不同于管理稳定的技术。

规模的限制 能够快速获得额外的服务器实例是云计算的主要优势，但这也有局限性。首先，并行问题只是难处理的计算任务的一方面情况：某些问题和进程必须由其它处理、记 忆和存储的体系结构来处理，因此简单地租用更多节点可能根本没有任何帮助。第二，很多商业应用依赖于关系型数据库管理系统支持的完整一致的事务计算。 CAP(Consistency、Availability、Partition tolerance，一致性、可用性和分区容错性)定理告诉我们不能同时得到一致性和可扩展性。实现具有与SQL一样丰富的应用程序编程接口的云中可扩展 的数据存储是个难题，它使大容量的、执行关键任务的事务交易系统难以在云环境中运行。

同时，具有一定规模的企业可以通过部署私有云获得最好的结果。例如，英特尔正在合并其数据中心，最终从100多个减少到大约10个。到2008 年其总数已下降至75个，节省了9500万美元。据英特尔公司首席信息官黛安·布莱恩特称，英特尔85%服务器用于支持工程计算，且这些服务器以90%的 利用率运行——这样一个具有战略重要性和业务绩效相结合的例子将平息任何将负荷转移到云供应商的议论。具有讽刺意味地是，恰在公用服务模型在计算领域被炒 得沸沸扬扬时，高度集中的方法对电力本身也不那么有效了：新兴的分布式发电系统的特征是利用运行微型水电、风电、微型涡轮机和燃料电池等更小的节点。不仅 如此，实际上很多企业自己发电或生产蒸汽，出于同样的原因，他们为了可靠性、战略优势或成本可视将继续在企业内保持某些类IT。

延迟 距离也不会变得无关紧要。物理学中少数的永恒规律之一即是光速。因此，延迟仍然是一个艰巨的挑战。在网络领域，对计算机化股票交易的即刻执行需求，将导致 金融服务公司把自己的数据中心设置在尽可能靠近股票市场的地方。读/写磁盘带来的限制只能减小而不可能消除，但提高速度要付出容量的代价：大磁盘慢，快磁 盘小。对于许多类型的应用，性能、便利性和安全方面的考虑仍将要求计算的本地化。把数据中心转移至远离客户的地方也许会节省电费成本，但延迟的成本往往高 于这些节约的成本。

超越电力：云的商业模式

重要的是，云计算和电力之间商业模式的差异与技术差异一样重要，但比之更为根本。

互补和共生发明 类似于电力，IT是一种通用技术。这意味着关键利益来自于由基本技术促成的共生发明。经历了30至40年的时间，美国的工厂才得获电力的所有好处。起初， 生产线和生产流程没有为利用电力而重新设计：大型中央蒸汽发动机被简单地替换为大型的电动马达，然后与原先的旧曲轴和齿轮相连。只有在改造生产流程之后， 电气化的潜力才得到了充分发挥。今天，电力已变成相对成熟的商品。而计算则仍处于创新和共生发明剧增的时期。简单地用云计算替换企业资源而没有进行其他变 化，肯定无法充分利用新技术带来的好处。

信息科技推动者商业模式的创新和组织的重新设计，这种趋势带来的机遇和风险正在改变着整个产业。例如，苹果公司从永久许可模式过渡到付费使 用，iTunes商店使得其收入四年增长4倍。将苹果ERP系统和每天处理约1000万收入的计费引擎紧密集成，在云环境下，即使未必不可能，但也将是很 困难的。

锁定和互操作性 电力的锁定问题很早是通过对垄断的监管来解决的，后来则通过立法将发电和传输分离及创造市场结构来解决。因为电子都是一样的，所以市场起了作用。在19世 纪90年代，旋转变流器使得不同发电技术得以相互连接，但近期还无法找到可与此类比的技术来为顾客服务，以适应多个云供应商。企业计算若要像线路电压一样 工作，就需要本质上不同的数据管理，而不是任何个人的技术路线图。

也许最关键的是信息比特不是电子。根据其应用、工程和期望的用途，云计算不能在云供应商间互换。简单地说，企业计算支持的业务流程不是电机或灯泡。

安全性 云计算所遇到的安全问题在电气应用方面从未遇到过。没有监管或执法机构会去审核公司的电子，但与客户资料、商业秘密和机密的政府信息相关的进程都面临严格 的审核要求和标准。通常是共享的、动态的云计算资源(包括CPU、网络等)减弱了用户的控制能力，造成了许许多多新的严峻的安全问题。在受防火墙保护的本 地计算中不会遇到这些问题。

结论如果公用服务模型是适用的，那么云计算面临的挑战就可以采用类似于电力的解决方案来解决，但是事实并非如此。现实情况是，云计算还不能实现电力 那样简单的"即插即用"，这就需要云计算本身的创新，并促成众多应用和商业模型的创新继续快速进步才能实现这种简单性。虽然电力公司被认为是简单和稳定的 模范，但是，这个行业也不能避开IT的变革力量。诸如"智能电网"之类的创新正在以一种早期电气化时代所未见过的速度引发其根本性的变革。

云计算真正的力量在于它是更多创新的催化剂。事实上，随着云计算继续变得更便宜、更普及，组合创新的机会不断增长。这就必然要求IT和业务主管有更多的创造力和技能。最后要说的是，这方面的发展不可避免，我们应该欢迎和拥抱它。