XaaC一切皆计算机 和 XaaS一切皆服务

1、软件有XaaS，硬件则有XaaC；

2、软件定义的方向是一切皆服务，硬件重构的方向是一切皆计算机。

今天是2021年9月21日，祝大家中秋节快乐！

XaaC （X as a Computer），一切皆计算机，或者理解为一切都朝着将成为计算机（也即自成系统）的方向发展。

2021年8月初我就开始构思，想研究并撰写相关的文章，当时还发了朋友圈。

1个半月多了，时至今日，感觉知识储备仍然不够，不过框架是有了，还画了思维导图，列举了数据中心、网卡、闪存盘、边缘设备、比特币和以太坊、汽车、房子、DNA，乃至宇宙（宇宙是计算机, 上帝是程序员）等等都可以是计算机。

先抛砖引玉吧，接受批评、建议，靠着更多朋友、专家的智慧、质疑、反馈，来不断迭代，或许能够更清晰、更系统。

本篇文章的重点不是XaaS（anything as a Service或everything as a Service，即一切皆服务），带出XaaS来，是为了类比，方便理解。在IT软件领域有一切皆服务/XaaS的趋势；相应的在IT硬件领域有一切皆计算机的趋势，也即XaaC。

一、Xaas的来龙去脉

先简单说一下XaaS，大家可能首先想到的是云计算。不过最早出现的相关词恐怕是Salesforce（早期提供云化的CRM功能）提出的SaaS（Software as a Service，软件即服务），后来陆续出现IaaS（Infrastructure as a Service，基础设施即服务），PaaS（Platform asa Service，平台即服务）；还有STaaS（Storage as a Service，存储即服务），其实存储即服务就是软件存储的理想状态；以及DBaaS（DataBase as a Service，数据库即服务），……，等等。

出现XaaS的本质原因是提高效率、节省成本，背后的逻辑是 使用它不一定要拥有它。做为用户，你只是需要在某时某刻访问（Accessing）或者使用某个软件的某部分功能，也即某种或某些服务，你不一定需要拥有（Owning）整个软件。其实在我们生活中，使用而非拥有的例子，也比比皆是，租房、租车、图书借阅、租高档物品等。

再进一步发展，将是 运营它不一定要拥有它。例如Airbnb、Uber和滴滴顺风车，以及方兴未艾的去中心化云计算（包括区块链IT基础设施）的建设和运营，例如BONIC、IPFS Filecoin等。

二、什么是XaaC

XaaC是X as a Computer的缩写，也即anything as a Computer或everything as a Computer，一切皆计算机。包括Data Center as a Computer，

Rack as a Computer，

Server as a Computer，

Device as a Computer/设备即计算机等等。

计算机是什么？计算机是一种能够按照程序，将输入数据，经过处理，转换成输出数据的电子设备。

我最早听说Data Center as a Computer（数据中心即计算机）是来自OCP ChinaDay 2020的一场圆桌论坛的如下视频。原谅我的迟钝。

《视频 | 开放计算回顾、展望及实践 & 开放计算如何加速新兴技术的创新和应用》

追根溯源，实际上早在2014年的Inspur World (浪潮技术与应用大会) 上，王恩东院士曾表示，浪潮将分三步推进融合架构产品的开发：

第一代硬件特征：服务器即计算机；软件特征：虚拟化以及管理。

第二代硬件特征：机柜即计算机；软件特征：软件定义的数据中心。

第三代硬件特征：数据中心即计算机；软件特征：业务驱动数据中心。

摘自文章《融合架构：云数据中心 概念、技术与实践》

 在2014年的前后几年间，浪潮信息按照"服务器即计算机→机柜即计算机→数据中心即计算机" 的理念，先后推出了SmartRack、InCloud Rack等产品。其中SmartRack应用于世界最大电子支付平台，上万节点已投入应用；还应用于全球最大在线票务系统之一。通过模块化设计，集中供电、集中散热、集中管理，电源数量减少90%，风扇数量减少93% 。

Data Center as a Computer更早的提法来自一位计算机领域的大神David A. Patterson（图灵奖得主、体系结构宗师），他在2008年就发表了论文“The Data Center Is The Computer”，他还提到：像谷歌这样的公司已经开始招聘计算机架构师了，当我问谷歌的路易斯·巴罗佐（Luiz Barroso）为什么时，他说，“数据中心是现在的计算机。

2009年，Luiz Barroso 和他的同事 UrsHölzle 出版了第一版《The Datacenter as a Computer: An Introduction to the Design ofWarehouse-Style Machines》。国内的徐凌杰翻译成《数据中心一体化最佳实践-设计仓储级计算机》。

XaaC/一切皆计算机的想法，由此发端。细想一下，当我们观察服务器的各个设备，如SmartNIC（智能网卡）、Nvidia DPU、Intel IPU等；还有包含了主控、Firmware、颗粒的闪存盘SSD时，会发现它们也是一台精简版的，超微型的计算机。如下图，Nvidia BlueField-3 DPU包含220亿个晶体管，采用16个Arm A78 CPU核心、18M IOPs弹性块存储，加密速度是上一代的4倍。一个网卡为什么需要那么多CPU核？

其实，DPU增强了网络协议和安全、分布式存储的处理能力，试图在这两个领域更多地替代CPU。

当我们观察更多的设备，甚至是CPU，例如2021年8月19日的Intel架构日，新一代CPU架构分为Efficient Core和Performance Core。可以观察出，设备逐渐走向专业化的发展方向，正如异构计算一样，更多的处理从通用CPU剥离出来。而这背后的原因，估计就是CPU发展太慢，处理不过来，跟不上计算需求的发展，实际上也是摩尔定律逐渐失效，后面会在详述。

脑洞大开的话，XaaC，也可以理解为X as a Cell，一切皆细胞。对于碳基生命是细胞，对于硅基生命是计算机，是系统。

所有的生命都是由细胞构成的，每个细胞都是一个独立的生命单位。某些生物只有一个细胞，鸡蛋黄就是一个细胞；较大的生物则是由许多彼此分工和协作的细胞组成的。

如果把我们所处的宇宙，比喻成更高维度的生命体的话，那么地球和人就是大小不同、类型不同的细胞，如同多细胞生物、单细胞生物。从物理结构而言，细胞包括细胞膜和细胞核等；从细胞价值而言，它提供了一定的功能或服务。细胞的新陈代谢、吐故纳新，就和计算机输入输出，以及在中间过程中对数据的计算、存储类似。

三、物质和精神

当下，丰富多彩的生命世界（即 碳基），是由千千万万个不同的细胞演化而来。类比到数字世界（即 硅基），计算机（广泛意义的）就像一个个的“数字细胞”或IT细胞，它分成计算机硬件（即物理结构），和计算机软件（功能或价值，用来提供服务）。

就像《失控》、《科技想要什么》、《必然》的作者凯文·凯利（KK）杜撰的一个词语：技术元素（technium)，由物质和精神组成。

技术元素不仅仅包括一些具象的物质（例如汽车、雷达和计算机等），它还包括文化、法律、社会机构和所有的智能创造物，一些精神类的东西及其衍生物。在笔者看来，就像是物理世界延伸到“元宇宙”（一个平行于现实世界的数字虚拟世界）一般。

众所周知，在IT软件领域，有一个热词，就是XaaS （X as a Service），“Anything as a Service”或“Everything as a Service”，表示即一切即服务。

那么在IT硬件领域，有类似的吗？以笔者（微信公众号乐生活与爱IT 作者Peter 叶毓睿）之见，那就是 XaaC（X as a Computer），“anything as a Computer”或“everything as a Computer”，表示即一切皆计算机。在5G、IoT、物联网的普及过程中，互联的万物，一切皆计算机。

在过去的两三个月里，因为参与OCP China Day 2021（7月27日）的筹备，我和不少专家、领导、同事交流，也不断地研究和思考。结合以往从事软件定义存储领域的经验和困惑，如到底是存算分离？ 还是存算一体？ 到底是解耦？还是耦合？ 是池化？还是隔离？

终于形成了大体的一个思路：就是在IT硬件领域，因为规模大小不一，业务场景的不同，针对部署的位置不同（云、边、端、芯），硬件的约束（如网络延时和可靠性），以及为了降低成本、提高性能或效率，在专用/简单抑或是通用/复杂中选择，会有不同的趋势，但都是围绕着XaaC（X as aComputer，一切皆计算机）的方向发展，而且在不同的层次，有着不同的组合和呈现。

对于云计算、互联网巨头而言，为了降本增效，其数据中心将朝着Data Center as a Computer设计、发展；但因为涉及到旧有数据中心的改造、用户习惯、采购流程、性价比等诸多因素的现实考虑，可能其他的互联网厂商更适合朝着Rack as a Computer发展。不过所有用户，都有可能从Device as a Computer中获益，如

SoC、FPGA、ASIC、DPU、IPU、SSD等。

具体到设备这一层，趋势是存算分离？还是存算一体？ 是解耦？还是耦合？

取决于前面所述条件（规模/场景/位置/约束/成本/效率等），例如站在FAANG+BAT的角度，希望或者已经做到类似CDI (Composable Disaggregated Infrastructure, 可组合分解基础架构) 或CXL (Compute Express Link,一种高速互联协议)的效果，将闪存盘从服务器节点拿出来，做成EBOF(Ethernet Bunch Of Flash)方式，通过高速网络互联，给多个不同计算节点共享；或者将内存剥离出来进行池化。然而，当我们站在边缘端，耦合在一起的服务器，更符合业务对延时、功耗、占地空间等的要求。

出现XaaC/一切皆计算机这一趋势的根本原因，我认为是计算芯片发展的速度减缓了，拖了后腿。摩尔定律的提出时间1965年4月，过去50年的发展，给整个行业带来了源源不断的动力。

备注：

摩尔定律是指IC（Integrated Circuit，集成电路）上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。摩尔定律是由英特尔(lntel)名誉董事长戈登·摩尔( Gordon  Moore)经过长期观察总结的经验

然而，受限于集成密度、效率性能以及功耗、散热的制约，后继乏力。而且AI计算需求的迅猛发展。AI的发展有多快，可参考《智算时代AI性能需求6年增长30万倍，存储怎么办？》

AI如此迅猛的发展带来的计算需求，使得原本的通用芯片CPU，已经无法应对，因此出现异构计算的专用芯片，包括各个组件带有计算芯片、智能处理，也成为必然。如英伟达GPU、Intel Xe GPU、高通/寒武纪/燧原/昆仑/天数/壁仞AI芯片等。

顺便广告一下，10月26日（周二）下午，在北京国际饭店会中心，AICC 2021大会有一个AI芯片创新技术论坛，欢迎关注浪潮官网，或者浪潮服务器、浪潮数据中心，或者乐生活与爱IT 微信公众号的动态。

凯文·凯利在《必然》一书中，用十二个动词，给我们指明了科技新物种不断变迁的十二种未来趋势。其中的第二个动词是 知化 (Cognifying) ，他认为世界正处在一个知化的过程中，也即知化万物，赋予事物智慧使其更加的聪明。知化意味着赋予万物以认知能力，所以万物都逐渐成为计算机。

感谢在过去一个多月的交流、咨询中，给了我启发的同事和朋友，包括那些我从其书籍、文章或视频中获得启发的作者和演讲嘉宾们，有些甚至还未谋面、交流：

刘军、黄家明、吴安、叶丰华、李晓苏、刘钢、李志平、宋庆春、徐凌杰、黄朝波（书籍《软硬件融合》作者）、沈寓实（书籍《非冯诺依曼网络计算体系》作者）、王嘉平（文章《区块链到底有什么了不起》作者）等

最后总结一下本篇文章的重要观点：

1、软件有XaaS，硬件则有XaaC；

2、软件定义的方向是一切皆服务，硬件重构的方向是一切皆计算机。

3、根据规模/场景/位置/约束/效率的不同，解耦或耦合有所不同，但都是围绕着XaaC（X as aComputer，一切皆计算机）的方向发展

未完待续……

欢迎持续关注微信公众号“乐生活与爱IT”

索引和扩展阅读：

1、David A. Patterson：The DataCenter Is The Computer

http://web.cs.wpi.edu/~cs4513/d10/Papers/Patterson,%20Data%20Center%20is%20the%20Computer.pdf

2、维基百科 摩尔定律

https://en.wikipedia.org/wiki/Moore%27s_law

3、2015-09-23 中关村在线《浪潮推出全新SASSwitch储存设备SF-S1》

https://server.zol.com.cn/543/5436534.html

4、浪潮集团云战略: 云计算加速未来

https://max.book118.com/html/2020/1028/8066074057003011.shtm

5、《非零和博弈——人类命运的逻辑》

https://book.douban.com/subject/34821342/

6、《新世界的崛起和意义——区块链定义的虚拟世界》

里面论证了区块链，其实是一台逻辑计算机，它同特定的物理计算设备相分离，避免了单一控制方的掌控

7、《视频 | 开放计算回顾、展望及实践 & 开放计算如何加速新兴技术的创新和应用》

8、《未来十年计算机体系结构的历史和趋势》

有5000多的阅读量

9、《视频 | 计算万物的理论》