1.5 云计算压倒性的成本优势

为什么云计算拥有划时代的优势？主要原因在于它的技术特征和规模效应所带来的压倒性的性价比优势。

全球企业的IT开销分为三部分：硬件开销、能耗和管理成本。根据IDC在2007年做过的一个调查和预测（见图1-6），从1996年到2010年，全球企业IT开销中的硬件开销（系统采购成本）是基本持平的，但能耗（电力和制冷成本）和管理成本上升非常迅速，以至于到2010年，管理成本占了IT开销的大部分，而能耗越来越接近硬件开销了。

目前，根据研究机构Gartner在2022年进行的统计和预测（见图1-7），在企业上云趋势下，从2018年到2023年，全球企业IT开销中的设备开销是上下波动的，除此以外，数据中心系统、软件、IT服务、通信服务的开销及总体开销处于持续上升的状态。

全球企业IT开销中的设备开销之所以上下波动，是因为如果使用云计算的话，那么系统建设和管理成本会有很大的区别，如表1-1所示。根据James Hamilton的数据，与拥有1000个服务器的中型数据中心相比，一个拥有5万个服务器的特大型数据中心的网络和存储成本只相当于中型数据中心的1/7～1/5，而每个管理员能够管理的服务器数量则扩大到7倍之多。因此，对于规模通常达到几十万台乃至上百万台计算机的Amazon和Google的云计算而言，其网络、存储和管理成本约为中型数据中心的1/7～1/5。

全球企业工厂开销中的电力和制冷成本也有明显的差别。例如，美国爱达荷州的水电资源丰富，电价很便宜；而夏威夷州是岛屿，本地没电力资源，因此电力价格比较贵，如表1-2所示。

因为电价有如此显著的差异，Google的数据中心一般选择在人烟稀少、气候寒冷、水电资源丰富的地区，这些地区的电力和制冷成本、场地成本、人力成本等都远远低于人烟稠密的大都市。剩下的挑战是要专门铺设光纤到这些数据中心。不过，由于光纤密集波分复用（DWDM）技术的应用，单根光纤的传输容量已超过10Tbit/s，在地上开挖一条小沟埋设的光纤所能传输的信息容量几乎是无限的，远比将电力用高压输电线路引入城市要容易得多。用Google的话来说，“传输光子比传输电子要容易得多”。这些数据中心采用了高度自动化的云计算软件来管理，需要的人员很少，且为了技术保密拒绝外人进入参观，让人有一种神秘的感觉，故被人戏称为“信息时代的核电站”，如图1-8所示。

另外，云计算平台与传统互联网数据中心（IDC）相比，资源的利用率也有很大不同。IDC一般采用服务器托管和虚拟主机等方式对网站提供服务。每个租用IDC的网站所获得的网络带宽、处理能力和存储空间都是固定的。然而，绝大多数网站的访问流量都不是均衡的。例如，有的网站时间性很强，白天访问的人少，到了晚上七八点就会流量暴涨；有的网站季节性很强，平时访问的人不多，但到圣诞节前访问量就很大；有的网站一直默默无闻，但由于某些突发事件（如迈克尔·杰克逊突然去世），访问量暴增而陷入瘫痪。网站拥有者为了应对这些突发流量，会按照峰值要求来配置服务器和网络资源，造成资源的平均利用率只有10%～15%，如图1-9所示。而云计算平台提供的是有弹性的服务，它根据每个租用者的需要在一个超大的资源池中动态分配和释放资源，不需要为每个租用者预留峰值资源。而且云计算平台的规模大，其租用者数量非常多，支撑的应用种类也是五花八门的，比较容易平稳整体负载，因而云计算资源利用率可以达到80%左右，这又是传统模式的5～7倍。

综上所述，由于云计算有更低的硬件成本、更低的管理成本及电力和制冷成本，也有更高的资源利用率，两项计算下来就能够将成本节省25倍以上，如图1-10所示。这是个惊人的数字！这是云计算成为划时代技术的根本原因。

从前面可以知道，云计算能够大幅节省成本，规模是特别重要的因素。那么，如果企业要建设自己的私有云，规模不大，也无法享受到电价优惠，是否就没有成本优势了呢？答案是仍然会有数倍的优势。一方面，硬件采购成本还是会节省好几倍，这是因为云计算技术的容错能力很强，使我们可以使用低端硬件代替高端硬件；另一方面，云计算设施的管理是高度自动化的，鲜少需要人工干预，可以大大减少管理人员的数量。中国移动研究院建立了包含1024个节点的Big Cloud云计算设施，并用它进行海量数据挖掘，大大节省了成本。

对云计算用户而言，云计算的优势也是无与伦比的。他们不用开发软件，不用安装硬件，用低得多的使用成本，就可以快速部署应用系统，而且可以动态伸缩系统的规模，可以更容易地共享数据。租用公有云的企业不再需要自建数据中心，只需要申请账号并按量付费，这一点对于中小企业和刚起步的创业公司来说尤为重要。目前，云计算的应用涵盖应用托管、存储备份、内容推送、电子商务、高性能计算、媒体服务、搜索引擎、Web托管等多个领域，代表性的云计算应用企业包括Abaca、BeInSync、AF83、Giveness、纽约时报、华盛顿邮报、GigaVox、SmugMug、Alexa、Digitaria等。纽约时报使用Amazon云计算服务在不到24小时的时间里处理了1100万篇文章，累计花费仅240美元。如果用自己的服务器，其需要数月时间和更昂贵的费用。