惠普實(shí)驗(yàn)室：創(chuàng)新設(shè)計(jì)

編者按：一項(xiàng)新技術(shù)或新產(chǎn)品的光鮮背后，可能凝聚了幾十甚至成百上千名研究人員幾年的心血；一個(gè)能在IT領(lǐng)域叱咤風(fēng)云的公司，其身后一定有一個(gè)龐大、專業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)默默支持。這是新技術(shù)的誕生地，他們的目光永遠(yuǎn)聚焦在3年、5年甚至10年后。我們將把視線停留在這里，講述這里發(fā)生的故事，描繪技術(shù)的未來(lái)趨勢(shì)，和讀者一起——走近研究院。

惠普實(shí)驗(yàn)室是惠普的中央研究機(jī)構(gòu)，它致力于通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和突破性的科學(xué)研究，為惠普開辟新的成長(zhǎng)機(jī)遇。

惠普實(shí)驗(yàn)室在全球有7個(gè)研發(fā)中心，它們分別位于美國(guó)加州帕羅奧圖、印度班加羅爾、中國(guó)北京、英國(guó)布里斯托爾、以色列海法、新加坡以及俄羅斯圣彼得堡。廣泛的分布使惠普實(shí)驗(yàn)室能夠招募到世界各地最優(yōu)秀的人才，并能與不同國(guó)家的大學(xué)開展合作研究，根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r進(jìn)行研究規(guī)劃。惠普實(shí)驗(yàn)室吸引了許多杰出的人才，其中60%以上的研究人員擁有博士學(xué)位。

在惠普實(shí)驗(yàn)室的研究中，既有一些極具探索性的長(zhǎng)期項(xiàng)目，也有2年到5年的應(yīng)用性的中期研究，當(dāng)然也不乏一些能夠快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化、商品化，并產(chǎn)生直接影響的短期項(xiàng)目。目前，惠普實(shí)驗(yàn)室擁有八大研究方向，包括云與安全、信息分析、智能基礎(chǔ)架構(gòu)、移動(dòng)與浸入式體驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)與通信、打印和內(nèi)容交付、服務(wù)以及可持續(xù)發(fā)展。其實(shí)，惠普實(shí)驗(yàn)室在眾多領(lǐng)域的研究和創(chuàng)新都被業(yè)界推崇，如納米技術(shù)和計(jì)算機(jī)程序法、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)字信號(hào)處理和數(shù)據(jù)壓縮、芯片、系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心的熱機(jī)械架構(gòu)，以及能源管理。

凈零數(shù)據(jù)中心

Chandrakant D. Patel是惠普實(shí)驗(yàn)室代理主任、惠普資深院士，他在多個(gè)研究領(lǐng)域都頗有建樹，個(gè)人擁有115項(xiàng)美國(guó)專利，他目前的研究方向是可持續(xù)發(fā)展和智能基礎(chǔ)架構(gòu)。Patel認(rèn)為，今天全球只有30%的人能夠享受到數(shù)據(jù)服務(wù)，也就是說(shuō)還有70%的人沒有享受到IT服務(wù)，這些人如果想通過(guò)IT技術(shù)提高生產(chǎn)力，其中最大的障礙可能在于IT服務(wù)的費(fèi)用昂貴，因此，降低產(chǎn)品擁有成本和服務(wù)交付成本成為必然趨勢(shì)，云計(jì)算就此應(yīng)運(yùn)而生，以滿足70%的人的需求。

正因?yàn)槿绱耍琍atel認(rèn)為，在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心時(shí)，首先要考慮的也是如何建造一個(gè)低成本、高性能和高能效的數(shù)據(jù)中心。他認(rèn)為，未來(lái)的數(shù)據(jù)中心，一是數(shù)據(jù)中心的能源應(yīng)多元化，比如采用太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⑸锬艿龋欢巧崮茉匆彩嵌嘣模簿褪钦f(shuō)，數(shù)據(jù)中心可建立在任何可能的地點(diǎn)，如海里、水邊或低溫地帶。

凈零數(shù)據(jù)中心（Net-Zero Data Center）是惠普實(shí)驗(yàn)室正在研究的一個(gè)重要項(xiàng)目，并已經(jīng)取得了成果。今年5月，惠普實(shí)驗(yàn)室展示了這種無(wú)需傳統(tǒng)電網(wǎng)凈能的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。Patel介紹說(shuō)，凈零數(shù)據(jù)中心的概念包含兩點(diǎn)：一是數(shù)據(jù)中心所需要的能源來(lái)源多元化，包括來(lái)自風(fēng)能、太陽(yáng)能等新興能源的電能要大于傳統(tǒng)的電網(wǎng)電能；二是將能源供給和 IT 工作負(fù)載所需的能源需求之間做精確匹配，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部能源的需求要小于外部的能源供給。同時(shí)，在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的散熱和工作負(fù)荷方面，也將通過(guò)軟件來(lái)加以有效管理。

Patel說(shuō)，目前，惠普實(shí)驗(yàn)室在美國(guó)加州帕羅奧圖（Palo Alto）的數(shù)據(jù)中心就正在進(jìn)行著這樣的試驗(yàn)。數(shù)據(jù)中心設(shè)立在惠普辦公室的地下，設(shè)有地面通風(fēng)口保證空氣流通，同時(shí)房頂安裝有太陽(yáng)能板，通過(guò)這樣的設(shè)施，最終達(dá)到不使用電網(wǎng)電力，完全依托自然界能源的目標(biāo)。數(shù)據(jù)中心從本地可再生資源中整合了能源和制冷，以創(chuàng)新的需求管理方式支持基于資源可用性和性能需求的IT工作負(fù)載。據(jù)介紹，目前位于加州帕羅奧圖的數(shù)據(jù)中心規(guī)模為500千瓦，是惠普的生產(chǎn)中心。凈零數(shù)據(jù)中心通過(guò)四個(gè)模塊整合能源與制冷資源，使之與 IT 工作負(fù)載規(guī)劃相匹配，包括預(yù)測(cè)模塊、規(guī)劃模塊、執(zhí)行模塊及核查和報(bào)告模塊。

Patel表示，目前，惠普實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開始進(jìn)行生態(tài)模塊化的構(gòu)建，期望用兩年左右的時(shí)間使凈零數(shù)據(jù)中心交付使用。Patel說(shuō)，其實(shí)，凈零數(shù)據(jù)中心可根據(jù)客戶本地的情況采用不同的替代能源，而不僅僅是太陽(yáng)能、風(fēng)能。目前最穩(wěn)定的是生物能源，如牛糞，惠普實(shí)驗(yàn)室在美國(guó)考察了多家農(nóng)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)每頭奶牛日排泄量為55千克， 2000頭奶牛的排泄物最后變成甲烷，足夠供應(yīng)1000千瓦的數(shù)據(jù)中心，且運(yùn)行平穩(wěn)。

情境感知計(jì)算

成立于2005年的惠普中國(guó)研究院是惠普實(shí)驗(yàn)室全球7大研發(fā)中心之一，它專注于信息分析和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的研究，并承擔(dān)著三項(xiàng)使命：開展世界級(jí)研究；為改善人們生活和環(huán)境研發(fā)技術(shù)和解決方案；吸引并培養(yǎng)最優(yōu)秀的研發(fā)人才。

數(shù)據(jù)管理和信息分析是惠普中國(guó)研究院的研究方向之一，也是惠普中國(guó)研究院院長(zhǎng)王敏博士鐘情的研究方向，具體來(lái)說(shuō)，她現(xiàn)在做的就是情境感知計(jì)算（Context-aware Computing），即優(yōu)化應(yīng)用程序，以自動(dòng)適應(yīng)用戶所在的各種情境（如地點(diǎn)、時(shí)間、網(wǎng)站瀏覽及社交媒體訪問(wèn)等），是實(shí)現(xiàn)用戶滿意度的關(guān)鍵。Gartner曾在2010年發(fā)表的一份報(bào)告認(rèn)為，情境感知計(jì)算將是未來(lái)十年改變科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的四大趨勢(shì)之一。在情境感知計(jì)算的研究中，主要包括網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容推薦、社交媒體分析、事件日志分析與管理、企業(yè)內(nèi)搜索、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)管理等領(lǐng)域。

網(wǎng)絡(luò)是惠普中國(guó)研究院的另一研究方向，旨在尋求提高數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容和應(yīng)用發(fā)送性能，以及改善通過(guò)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)數(shù)據(jù)中心的用戶體驗(yàn)的創(chuàng)新方案。目前，研究人員正在研究情境感知的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)，以提高數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的全局負(fù)載均衡和Web加速的性能。

王敏博士介紹說(shuō)，情境感知計(jì)算（Context-Aware Computing）目前是惠普中國(guó)研究院所有人都參與的研究，這一領(lǐng)域無(wú)論對(duì)業(yè)界還是對(duì)惠普來(lái)說(shuō)，在下一個(gè)十年里都是重頭戲。她舉例說(shuō)，像網(wǎng)上搜索，早期的搜索引擎，同樣的關(guān)鍵詞在不同的地點(diǎn)輸入，均得到相同的結(jié)果。“但我們仔細(xì)思考一下，比如在北京和在紐約搜索‘星巴克’，想得到的結(jié)果一定是不一樣的，這時(shí)位置就成為了一個(gè)感知因素。不難看出，網(wǎng)絡(luò)搜索逐漸具備了位置的感知。除了位置外，另一個(gè)因素就是時(shí)間。比如春節(jié)前在北京與感恩節(jié)前在紐約，搜索‘節(jié)日活動(dòng)’，想得到的結(jié)果也完全不同。同樣的例子數(shù)不勝數(shù)。”王敏說(shuō)，尤其是在信息發(fā)達(dá)的當(dāng)下，個(gè)人信息，如愛好、興趣等，在微博等平臺(tái)都得以展現(xiàn)，商家如果能很好地利用這些信息，就能更好地服務(wù)于客戶，這是一個(gè)巨大的商機(jī)。王敏認(rèn)為，情境感知分析的重點(diǎn)在于如何收集和利用這些感知信息，提供更好的服務(wù)。