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2016年6月13日，在深圳大學召開了“基于國產龍芯3B1500處理器的云計算系統SD-30”（以下簡稱SD-30）成果鑒定會。經深圳市科技創新委員會授權，鑒定委員會通過SD-30系統的鑒定。SD-30是深圳大學陳國良院士團隊聯合龍芯中科技術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，在軟硬件結合的虛擬機設計與性能優化等關鍵技術上達到了國內領先水平。

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峰值性能為10.24萬億次/秒，整機運行功耗為5.93千瓦。

SD-30共包含40個云計算節點，每個云計算節點包含兩顆8核1GHz龍芯3B1500處理器。所有計算節點使用Infiniband和千兆以太網互聯，每兩個計算節點采用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臺元數據節點與38臺數據節點，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，基于該平臺實現了文件檢索系統，可以實現文件上傳，文件列表和Hadoop狀態查看以及關鍵字檢索等功能。

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節點上單臺、兩臺、四臺虛擬機的計算虛擬化效率均達到80%以上；通過Stream內存帶寬測試表明，單CPU節點上單臺、兩臺、四臺虛擬機的訪存虛擬化效率均達到85%以上。

SD-30和蔡曄老師

實現自主CPU云平臺的難點在哪

筆者在采訪深圳大學高性能中心副主任蔡曄時，他表示，“自主CPU要做到支持云平臺，主要難點在虛擬化技術，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方面理解，一是正向虛擬化——把多個物理節點組成一個邏輯節點，Hadoop、云儲存這些互聯網應用其實需要的是這種。另一種是反向虛擬化——把一個物理節點拆分為多個邏輯節點，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……為實現龍芯3B1500支持云平臺，深圳大學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上實現了基于國產龍芯CPU的虛擬化系統HKVM-Loongson，系統采用KVM虛擬化技術和OpenStack開源云計算軟件棧，首次在超過40臺國產龍芯集群服務器上構建了大規模的虛擬化節點并實現了對300個以上云計算虛擬節點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，反而是一個自主CPU擴大應用的機會……相對于反向虛擬化，自主CPU更應該關注正向虛擬化，因為自主CPU雖然在絕對性能上和國外產品有差距，但卻具有功耗、性能適中，性能-功耗比較好的特點。使用性能功耗比較高的自主CPU做云計算，雖然在單個節點性能并不突出的，但組成一個大的集群，管理起來，形成一個整體，就能提供較好的服務。”

SD-30的意義

雖然SD-30在絕對性能和實用性上和國外產品有不小的差距——比如在帶寬和雙精浮點上差距不小，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的問題。

下一步，龍芯將實現3A2000/3B2000對云平臺的支持，而且由于采用硬件虛擬化技術，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后，其計算虛擬化效率可以接近100%。

另外，作為中國首個基于自主CPU的國產云計算系統。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展，極大地促進國產云計算產業鏈在基礎設施服務、平臺服務和軟件服務的各個環節的充分發展——研制的SD-30系統將安全可靠服務器、存儲設備、網絡、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、優化成一個面向多種行業的、高并發高密集的全國產云計算系統。這一定程度上有助于中國突破國際巨頭的技術和產業壟斷。

自主CPU在云計算領域的前景

SD-30系統相比傳統的小型機和服務器在應用上具有一定優勢——具有硬件、軟件和應用一體化交付的特點，具有用戶開箱即用的優勢，用戶無需組建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的設備的簡易性，在政府信息化、云計算、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用潛力。

目前SD-30及其相關核心技術已經在多家單位開展了相關應用推廣工作，同時還與龍芯中科、曙光、浪潮、龍芯夢蘭、金蝶、深圳移動、華為、太極、天源迪科、華大基因等著名企業及國內外多所大學和科研機構建立了密切的產學研合作關系，進行進一步推廣。

（文/觀察者網特約作者鐵流，感謝深圳大學高性能中心副主任蔡曄老師對本文的指導！）