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分布式操作系统的价值和意义

心存浪漫 10小时前 阅读 0

Laxcus分布式操作系统不是传统操作系统的延续,而是另一类操作系统。它在传统操作系统的路径之外,开辟了一条新的操作系统赛道

随着人工智能技术成熟和产业化发展,全球计算机网络,正在从第一代的互联网、第二代的移动互联网,快速切换到第三代的算力互联网

算力互联网融合了互联网、移动互联网的所有功能,同时拥有它们不具备的特质:庞大的数据计算和算力输出能力

在算力互联网时代,硬件的代表是GPU,而软件的基础,传统的操作系统无论是对硬件的管理还是计算的处理和输出,已经很难满足大规模、超大规模的计算业务需求,必须有一种新的操作系统来取代它们,适配和承载新的计算业务需求。

Laxcus分布式操作系统基于此设计开发。就像在移动互联网时代,Windows不能支持智能手机,必须是iOS来适配iPhone一样,Laxcus分布式操作系统是为算力互联网,面向超大规模计算、超大规模计算、分布式计算业务设计开发的操作系统。

Laxcus分布式操作系统和传统操作系统的最大不同是:传统操作系统只能一台计算机上运行,管理一台计算机的软硬件资源,本质属于单机操作系统;而Laxcus是多机操作系统,分为前端和后端两个部分。在后端,Laxcus通过网络连接,把大量物理的硬件的计算机组织起来,成为一台虚拟的软件的超级计算机,并统一管理这些物理的硬件计算机,根据业务需求调度和分配计算资源,输出计算算力。在前端,Laxcus拥有与传统单机操作系统一样的界面,包括图形化的用户桌面和命令行字符界面,同时在用户使用习惯上,也与传统单机操作系统保持一致。

也就是说,传统操作系统只对应一台实体计算机,而Laxcus分布式操作系统无论后端聚合了有多少台计算机,在前端的表现就像是一台计算机一样。这是Laxcus分布式操作系统和传统操作系统的根本区别。

Laxcus分布式操作系统核心竞争优势是并行计算

比如,在传统的单机操作系统上,指令发出后,只能在一台计算机上顺序串行执行,而在Laxcus分布式操作系统,指令发出后,会分散到多台计算机上同时执行。由于并行计算没有上限规模限制,只要环境允许,可以分散到任意数量的计算机和多个核心上并行执行。相比传统操作系统的单机指令,并行计算的多机指令在单位时间内,可以处理更多的数据,完成更多的计算工作,极大提高了计算效率,减少了时间成本。

除了指令并行,Laxcus分布式操作系统的并行计算,还包括:通信并行、数据并行、张量并行、任务并行。它们集成在系统函数库里,以API的方式呈现给开发者,供开发者编写应用软件,在应用软件运行时调用它们。

用并行计算取代串行计算,是GPU超越CPU,Laxcus分布式操作系统超越传统操作系统的核心竞争优势。

在量子计算商业化成功之前,Laxcus分布式操作系统结合GPU,使用并行计算加速大规模计算、超大规模计算唯一有效的技术路径。

Laxcus分布式操作系统的硬件环境是云计算、超级计算机、算力集群,产业应用方向是人工智能、大数据、高性能计算、元宇宙、物联网、产业互联网

Laxcus分布式操作系统支持单集群和多集群两种状态。根据测试结果,在单集群状态,Laxcus最大支持1万左右的计算机节点,多集群状态(单集群的叠加状),Laxcus支持超100万个计算机节点。这个节点规模,足以把国内所有算力中心的计算机连接到一起,组成一个超级巨大的算力矩阵

由于能够聚合了海量的物理计算资源,在Laxcus分布式操作系统这个计算平台上,任何巨量的计算工作,都能瞬间完成和化解。尤其是面对以人工智能为代表的加速计算工作时,更具现实意义。在国产算力芯片性能远低于国外同类竞品情况下,未来相当长时间一段内,国内算力不足的现象会长期存在,Laxcus分布式操作系统通过提高并行计算规模,强化计算能力,将有效化解国产算力芯片性能不足的问题。

Laxcus分布式操作系统提供单机操作和多机操作两种运行模式。在联网状态,Laxcus是多机模式,脱网状态,是单机模式(本处网络是指Laxcus集群网络,而非通常的计算机网络)。单机模式下,Laxcus兼容Linux,所有基于Linux操作系统的应用软件,都在Laxcus分布式操作系统上运行。这意味Laxcus其实也是一个双模态操作系统:单机状态是Linux操作系统,多机状态是Laxcus分布式操作系统,两种模式自由切换。这就为Linux用户向Laxcus迁移打下基础,给予用户更多更丰富的选择。

Laxcus对传统单机操作系统的冲击,可参考当年iPhone对Nokia和手机市场的颠覆

Laxcus一脚留在红海的单机操作系统市场,一脚踏进蓝海的多机操作系统市场,两个市场合二为一,未来将拥有更多的市场份额。

和传统的操作系统一样,Laxcus分布式操作系统也为开发者提供了一套编程函数库,被称之为DSDK(Distributed SDK,分布式软件开发工具包)

在DSDK里面,封装了各种与分布式、并行计算相关的函数接口。DSDK通过与Laxcus分布式操作系统的集成和结合,在应用层面,无论算力集群的规模多大,都被视为一个计算整体。开发者可以像编写传统单机操作系统的应用软件一样,快速透明地开发出基于Laxcus分布式环境的大规模并行计算应用软件。这些并行计算的应用软件在运行过程中,也不用考虑相关的计算节点分散在计算机集群哪些位置,以及如何分配使用硬件资源,处理冗余容错等工作,它们全部由Laxcus分布式操作系统和DSDK代为管理。

基于DSDK,后续将陆续对接、开发和推出处理超大规模计算业务的应用软件,包括分布式存储、数据库、AI大模型,高性能计算等领域的算力应用软件。相比传统单机操作系统的分布式应用软件,它们能够更好更快地处理大规模、超大规模计算工作。

Laxcus分布式操作系统7.0版本支持X86架构的CPU,未来随着产品线的扩展和丰富,还将支持更多的处理器,比如ARM、RISC-V,也包括一些国产的CPU,GPU。

在AI大潮推动下,未来20年,算力是生产力,也是一切产业的基础,所有应用工作将围绕算力展开。Laxcus分布式操作系统聚焦软件算力,从“打地基”开始,一直延伸到应用层面。做为一个纯粹的新型操作系统,Laxcus结合GPU,从软硬件两方面入手,共同用并行计算取代串行计算,正在重新发明计算机,构建新的计算体系,服务庞大算力需求,为用户提供完整的数据和算力解决方案。打造国产算力基础平台,构建面向世界的算力应用生态。

Laxcus分布式操作系统,就是AI工业革命的软件工厂。

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