近年來，隨著人工智能、AI智藥等科技領(lǐng)域的火熱，以及阿里云、騰訊云、華為云等互聯(lián)網(wǎng)大廠在各種場(chǎng)景下的成功應(yīng)用。高性能計(jì)算、云計(jì)算這類科技領(lǐng)域的詞匯也也逐漸進(jìn)入人們的日常生活。那么，什么是云計(jì)算呢？云計(jì)算為什么這么火？云計(jì)算與高性能計(jì)算又有著什么樣的淵源?今天我們就詳細(xì)說一下云計(jì)算與高性能計(jì)算的區(qū)別與聯(lián)系。

在說云計(jì)算就不得不提到傳統(tǒng)的高性能計(jì)算，高性能計(jì)算是也就是許多人都聽說過的HPC（High Performance?Computing)。傳統(tǒng)高性能計(jì)算的范疇是十分寬泛的，包括并行計(jì)算、分布式計(jì)算、計(jì)算機(jī)集群以及網(wǎng)格計(jì)算。

并行計(jì)算，是指一種能夠讓多條指令同時(shí)進(jìn)行的計(jì)算模式?？煞譃闀r(shí)間上的并行和空間上的并行。?時(shí)間上的并行就是指流水線技術(shù)，而空間上的并行則是指用多個(gè)處理器并發(fā)的執(zhí)行計(jì)算。并行計(jì)算的目的就是提供單處理器無法提供的性能（處理器能力或存儲(chǔ)器），使用多處理器求解單個(gè)問題。?可以說，并行計(jì)算是云計(jì)算的初始階段或者說是萌芽期，它為云計(jì)算的發(fā)展提供了理論支持。

分布式計(jì)算，是研究如何把一個(gè)需要非常巨大的計(jì)算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，最后把這些計(jì)算結(jié)果綜合起來得到最終的結(jié)果。在分布式計(jì)算的算法中，我們更加關(guān)注的是計(jì)算機(jī)間的通信而不是算法的步驟，因?yàn)榉植际接?jì)算的通信代價(jià)比起單節(jié)點(diǎn)對(duì)整體性能的影響權(quán)重要大得多。所以說，分布式計(jì)算是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的產(chǎn)物，是由并行計(jì)算演化出的新模式：網(wǎng)絡(luò)并行計(jì)算。如果說并行計(jì)算為云計(jì)算奠定了理論基礎(chǔ)，那么分布式計(jì)算則是云計(jì)算實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持。

計(jì)算機(jī)集群，是指將一組松散集成的計(jì)算機(jī)軟件和/或硬件連接起來高度緊密地協(xié)作完成計(jì)算工作。簡(jiǎn)單來說，我們可以把這一組松散的集成的計(jì)算機(jī)看作是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。集群系統(tǒng)中的單個(gè)計(jì)算機(jī)被稱為節(jié)點(diǎn)，通常是通過局域網(wǎng)連接，但也有其它的可能連接方式。集群計(jì)算機(jī)通常用來改進(jìn)單個(gè)計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度和/或可靠性。

正常情況下，集群計(jì)算機(jī)比單個(gè)計(jì)算機(jī)（比如，工作站或超級(jí)計(jì)算機(jī)）性價(jià)比要高得多。根據(jù)組成集群系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)之間體系結(jié)構(gòu)是否相同，集群可分為同構(gòu)與異構(gòu)兩種。集群計(jì)算機(jī)按功能和結(jié)構(gòu)可以分為，高可用性集群（High-availability (HA) clusters）、負(fù)載均衡集群（Loadbalancing clusters）、高性能計(jì)算集群（High-performance (HPC)clusters）、網(wǎng)格計(jì)算（Grid computing）。

網(wǎng)格計(jì)算是指通過利用多個(gè)獨(dú)立實(shí)體或機(jī)構(gòu)中大量異構(gòu)的計(jì)算機(jī)資源（處理器周期和磁盤存儲(chǔ)），采用統(tǒng)一開放的標(biāo)準(zhǔn)化訪問協(xié)議及接口，實(shí)現(xiàn)非集中控制式的資源訪問與協(xié)同式的問題求解，以達(dá)到系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量高于其每個(gè)網(wǎng)格系統(tǒng)成員服務(wù)質(zhì)量累加的總和。

網(wǎng)格計(jì)算其實(shí)是分布式計(jì)算與計(jì)算機(jī)集群發(fā)展到一定階段后的產(chǎn)物。其目的在于利用分散的網(wǎng)絡(luò)資源解決密集型計(jì)算問題。網(wǎng)格計(jì)算與虛擬組織的概念由此產(chǎn)生，它通過定義一系列的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議、中間件以及工具包，以實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬組織中資源的分配和調(diào)度。它的焦點(diǎn)在于支持跨域計(jì)算與異構(gòu)資源整合的能力，這使它與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)集群或簡(jiǎn)單分布式計(jì)算相區(qū)別。網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展，為云計(jì)算提供了基本的網(wǎng)絡(luò)框架支持。

了解了以上傳統(tǒng)高性能計(jì)算的范疇，再來看云計(jì)算就很容易理解了。前面我們有說過，并行計(jì)算是云計(jì)算的理論基礎(chǔ)，分布式計(jì)算則為云計(jì)算的實(shí)現(xiàn)提供了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持。而網(wǎng)格計(jì)算是對(duì)計(jì)算集群的虛擬組織。同時(shí)也為為云計(jì)算提供了基本的網(wǎng)絡(luò)框架支持。

因此，目前我們對(duì)云計(jì)算的基本定義是一致的，即云計(jì)算是并行計(jì)算、分布式計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展，或者說是這些概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。云計(jì)算不但包括分布式計(jì)算還包括分布式存儲(chǔ)和分布式緩存。分布式存儲(chǔ)又包括分布式文件存儲(chǔ)和分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

總體而言，云計(jì)算具備五個(gè)關(guān)鍵特點(diǎn)：①基于分布式并行計(jì)算技術(shù)；②能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；?、彈性化的計(jì)算存儲(chǔ)；③用戶服務(wù)的虛擬化與多級(jí)化；④受高性能計(jì)算與大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)；⑤服務(wù)資源的動(dòng)態(tài)化、彈性化。

云計(jì)算作為一個(gè)頗有前景的行業(yè)，不僅可以為用戶提供一種全新的體驗(yàn)，而且可以將很多的異構(gòu)的計(jì)算機(jī)資源協(xié)調(diào)在一起，使用戶通過網(wǎng)絡(luò)就可以獲取到無限的不受時(shí)間和空間限制的資源，更重要的是云計(jì)算能夠有效節(jié)約成本，這也是很多組織采用云產(chǎn)品的原因之一。例如，相比從前高昂的網(wǎng)站服務(wù)器托管價(jià)格，作為云計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施部署，云服務(wù)器價(jià)格相對(duì)低廉且具有彈性合理的計(jì)費(fèi)模式。

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