神奇的拟态计算机：让黑客无从下手

发布时间：2013-10-21 12:43:16作者：知识屋

在科技部和上海市政府联合支持下，9月底，由解放军信息工程大学、中国电子科技集团第三十二研究所、复旦、交大等十余家单位500余名研究员研发的“新概念高效能计算机体系结构及系统研究开放”在沪通过验收。由中国科学家首先提出的拟态计算机技术成为现实。面对“拟态计算机”这个新名词，不少市民感到陌生与好奇，它究竟和传统的计算机有什么不同？日前，记者走访了计算机领域的几位专家，看看拟态技术的神奇之处。

效能升百倍能耗降九成

尽管计算机技术日新月异地发展，但其结构依旧遵循1949年推出的冯·诺依曼结构，即包含运算器、控制器、存储器、输入输出设备等五大部件，但这种固定的模式也制约了计算机的发展。斯雪明对记者说，基于传统结构的高性能计算机运算过程中仅使用单一计算结构来处理所有应用问题，因此其实用效率往往不足10%。而拟态计算机的设计灵感来自于拟态章鱼，采用可变的架构。在碰到A问题时，可采用适合A的解算结构；遇到B问题时，可转换为适合B的解算结构。“在新体系之下，计算机将变得更智能，通过合理分析、调配资源，其效能可比一般计算机提升十几倍甚至上百倍。”

参与项目研究的专家曹伟举了一个例子。他所在的复旦大学研发团队配合拟态计算机项目研发了一款“图像识别”应用，用于对互联网上的相关视频进行对比检测，以过滤出非法视频。“由于互联网视频的数量庞大，以一批1500万帧的视频而言，1台普通服务器每秒可以检索的数量只有15~30帧，通过拟态计算机性能可以提升80倍。”

拟态计算机的另一大特点就是节能。倪明对记者说，随着大数据、云计算的发展，国内数据中心的建设快速膨胀，耗能很大。“目前中国所有数据中心的能耗已经相当于整个天津市的耗电量，这是一个沉重的负担。而拟态计算机通过可变的体系和处理结构，功耗只有原先的1/10。”

倪明介绍说，盛大这次也参与了项目的研究工作，其某个网站试用拟态计算机作为服务器，原先需要几十台服务器，现在只需一台拟态计算机即可，不仅耗电量大幅减少，而且经济实惠，节省了占地面积。

“拟态安全”让黑客失去攻击目标

一般而言，传统计算机有着相对固定的模式，譬方说采用Windows操作系统或Oracle数据库，黑客可以有针对性地研究病毒，进行攻击。但是拟态计算机系统软硬件不固定，可以人为控制变化。倪明对记者说，“目前已经有了5~6种变化，再加上不同的时间轴，可以演变出多种形态，让黑客们‘失去打击目标’，破解难度大大增加。”

“棱镜门”事件的爆发，让人们对网络安全忧心忡忡，呼吁使用国产软硬件的声音此起彼伏。然而，由于中外计算机技术的差距，短期内不太可能弃用国外的芯片、路由器、操作系统等设备。倪明说，“通过拟态计算机，至少可以让我们从体系上来增加安全性。同样采用国外的一些设备，但是采用可变的形态，同样的Web服务，可以呈现多种解决方案，提升安全性。”

产业化进程任重道远

尽管拟态计算机的优点突出，但是目前主要处于理论研究阶段，产业化进程仍然“道阻且长”。对于普通用户而言，拟态计算机恐怕需要很久以后才会“飞入寻常百姓家”。

“拟态计算机未来的方向主要是超算、IDC等等，其高效、节能的特点可以充分发挥。”倪明介绍说，在研究过程中，他们针对某大型网站用拟态计算机代替传统服务器进行试验，结果1台拟态计算机就干完了60台服务器的活。“在研究过程中，三十二所为了能快速实现拟态计算机产业化，利用拟态计算机的设计理念和认知决策技术等，设计了高密度微服务器产品系列，目前已经完成用户测试，进入供货阶段。与传统通用服务器相比，高密度微服务器体积和功耗均降低4倍以上。”

不过，拟态计算机技术目前也存在壁垒。专家表示，传统计算机在软硬件方面都形成了较为完善的体系，基于计算机的操作系统、数据库、软件应用比较丰富，但是拟态计算机刚刚起步，配套还来不及跟上。在此前的实验中发现，即便面对一个普通网站，其建设和维护的工序也较为复杂，调整起来很麻烦。同时，未来成果产业化转换后，其市场接受度还需要慢慢培养。

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