计算
什么是计算?

计算是指用于运行应用、分析数据、执行指令以及支持数字工作负载的处理能力。它包括硬件、软件、处理器、内存和基础设施资源,可帮助系统在数据中心、云环境、边缘位置以及 AI 工作负载中完成各项任务。

阅读时长:13 分 13 秒 | 发布日期:2026 年 7 月 27 日

目录

    计算核心要点

    • 计算是指使系统能够运行应用、执行计算、分析数据以及处理工作负载的处理能力。
    • 计算可以在服务器、虚拟机、容器、云实例、边缘设备、超级计算机以及 GPU 等专用硬件上运行。
    • 组织可利用计算为业务应用、数据分析、AI、机器学习、高性能计算、边缘计算以及分布式团队提供强大支持。
    • 企业应根据工作负载规模、性能要需求、成本模式、安全需求、数据位置和可扩展性目标,来挑选最适合的计算环境。

    简单来说,计算是什么?

    简单来说,计算就是系统用来处理信息和执行任务的能力。当应用程序启动、数据库执行查询、AI 模型生成预测结果,或是业务仪表盘进行数据分析时,计算资源就在后台承担着各项处理工作。

    计算与存储和网络一样,都是 IT 基础设施的核心组成部分之一。存储负责保存数据,网络负责传输数据,而计算负责处理数据并运行使用这些数据的应用。

    计算为何如此重要?

    计算之所以重要,是因为几乎所有的数字服务都依赖于处理能力。业务应用、分析平台、网站、数据库、AI 模型、边缘设备以及云服务,都需要计算资源才能正常运行。

    对企业而言,合适的计算环境能提升性能、减少延迟、助力做出更精准的决策,并能帮助团队根据需求变化灵活扩展工作负载。同时,它也能赋予组织更大的灵活性,使组织可灵活挑选最适合的应用运行位置(云端、本地、边缘或混合环境)。

    若缺乏充足的计算能力,应用可能变慢,分析可能耗时更长,AI 模型训练更加困难,团队在支持新的数字化服务时也会面临重重阻力。

    计算的工作原理是什么?

    计算的工作原理是通过处理器、内存、软件和基础设施资源来执行指令和处理数据。处理器接收指令,执行计算或逻辑运算,然后将可用的输出结果返回至应用或系统。

    例如,当客户在网站上查询库存时,计算资源会协助处理该请求、查询数据库、运行应用逻辑,然后返回查询结果。在 AI 工作负载中,计算资源可帮助处理训练数据、运行算法,并生成预测或输出结果。

    计算可通过物理服务器、虚拟机、容器、云服务、边缘系统或高性能计算集群来提供。企业应根据工作负载类型和数据处理的位置需求,来挑选最适合的方法。

    计算的主要类型有哪些?

    计算的形式多种多样,具体取决于其运行位置和工作负载需求。

    计算类型
    含义

    常见用例

    服务器计算

    由数据中心或 IT 环境中的物理服务器提供的处理能力。

    企业应用、数据库、虚拟化和核心业务系统。

    云计算

    由云服务提供的计算资源,通常可按需扩展。

    应用托管、分析、测试、开发和可变工作负载。

    本地计算

    由组织在自有数据中心或场所内拥有或运营的计算基础设施。

    敏感数据、可预测工作负载、合规性需求和直接基础设施控制。

    边缘计算

    处理能力更靠近设备、用户、传感器或机器。

    工业物联网、零售分析、医疗设备、智慧城市以及低延迟应用。

    混合计算

    计算资源分布在云、本地、私有云和边缘等多种环境之中。

    需要灵活性、数据控制权和工作负载可移植性的组织。

    容器计算

    用于运行容器化应用和微服务的计算。

    原生云应用、DevOps 和更快的软件部署。

    AI 和 GPU 计算

    使用 GPU 或其他专用硬件实现的加速计算。

    AI 训练、AI 推理、机器学习、计算机视觉和深度学习。

    高性能计算

    面向复杂建模、模拟和科研的大规模计算。

    科学研究、工程、天气建模、AI 研究和金融建模。

    计算与存储和网络有何不同?

    计算、存储和网络相互协作,但各自承担不同的角色。计算是执行任务的部分;存储用于保存信息;网络负责连接系统,确保信息能够传输到需要的地方。

    基础设施层
    功能

    简单示例

    计算

    处理数据、运行应用并执行指令。

    服务器运行应用或分析数据集。

    存储

    保存并检索数据、文件、应用及系统信息。

    存储系统保存客户记录或图像文件。

    网络

    连接系统,在用户、应用、设备和环境之间传输数据。

    网络在边缘设备与数据中心之间传输数据。

    云计算与本地计算对比

    云计算和本地计算都具备处理能力,但在所有权、成本模型、控制权和可扩展性方面存在差异。许多组织会采用混合方式,以在灵活性、控制权、性能和治理之间取得平衡。

    对比维度
    云计算

    本地计算

    所有权

    由云提供商提供。

    由组织拥有或运营。

    成本模型

    通常采用即用即付或订阅制。

    通常包含前期基础设施成本和持续运营支出。

    可扩展性

    可以快速扩展或缩减资源规模。

    需要进行容量规划并确保硬件可用性。

    控制权

    对物理基础设施的直接控制权较低。

    对系统、数据和策略拥有更大直接控制权。

    数据位置

    数据可能在云区域中处理。

    数据可保存在组织自有环境中。

    非常适合

    可变工作负载、快速验证、远程团队和弹性需求。

    敏感数据、可预测工作负载、合规性要求及低延迟本地处理需求。

    计算如何支持边缘计算和物联网?

    计算支持边缘计算的方式,是在数据生成地附近处理数据。边缘计算无需将每一条数据都传回中央或数据中心,而是在设备、传感器、机器、摄像头或用户就近位置进行信息分析。

    这对于需要加快响应时间、进行本地决策或降低网络流量的业务场景非常有用。例如,工厂可以利用边缘计算来监控设备、检测缺陷、支持机器人操作,或近乎实时地分析工业物联网数据。

    边缘计算同样适用于零售门店、医院、智慧城市、能源站点和交通系统等场景。在这些环境中,本地计算不仅能降低延迟、减少带宽需求,还有助于将敏感数据保存在靠近数据源的位置。

    计算如何支持 AI 和机器学习?

    计算对于 AI 和机器学习至关重要,因为 AI 模型要处理能力来进行训练、调优和运行。数据集或模型规模越大,所需的计算能力通常也越高。

    在训练过程中,计算资源会处理大量数据,以便模型能够学习其中的模式。在推理过程中,计算资源会将训练好的模型应用于新数据,并据此生成答案、预测、分类、推荐或执行自动化操作。

    AI 工作负载通常使用 GPU 或其他加速器,因为它们能够同时处理大量计算。这使得加速计算在深度学习、生成式 AI、计算机视觉、自然语言处理以及大规模数据分析等领域中发挥着至关重要的作用。

    计算中的容器和虚拟机是什么?

    容器和虚拟机是利用计算资源运行应用的两种常见方式。两者都非常重要,许多组织会根据应用类型、安全需求、运营模式和现代化战略,同时采用这两种方式。

    对比维度
    容器

    虚拟机

    主要用途

    以一致的方式打包并运行应用。

    在共享硬件上创建隔离的虚拟系统。

    资源消耗

    因为共享主机操作系统,通常资源消耗较低。

    因为每个虚拟机都包含自己的操作系统,通常资源消耗较高。

    启动速度

    通常更快。

    通常慢于容器。

    可移植性

    非常适合云原生和 DevOps 工作流程。

    非常适合传统应用隔离和基础设施整合场景。

    可扩展性

    通常使用编排工具更容易实现扩展。

    具备良好的扩展能力,但可能需要更多资源和管理。

    组织如何选择计算基础设施?

    组织应根据工作负载类型、数据要求、性能需求、成本模型和操作环境来选择计算基础设施。

    对于运行分析、云原生应用或分布式工作负载的组织而言,可能需要灵活的云服务或托管计算服务。对于拥有敏感数据、可预测工作负载或合规要求严格的企业而言,可能更倾向于采用本地、私有云或混合计算。对于运行 AI 训练、负载繁重的数据处理或科学研究的团队而言,则可能更需要 GPU 服务器、高性能服务器或高性能计算系统。

    对于小型数据中心而言,超融合基础设施也颇有用处,因为它能将计算、存储和虚拟化整合到一个更简单的集成环境中。

    • 工作负载类型,例如业务应用、分析、AI、容器、边缘计算或 HPC;
    • 所需的处理能力、内存、存储和网络性能;
    • 数据的敏感度和位置需求;
    • 预期使用模式,包括需求稳定型、季节性高峰型或突发增长型。
    • 团队在基础设施管理、自动化、安全和生命周期运维方面的能力。

    计算具备哪些优势?

    计算为组织提供了运行数字服务、分析数据以及支持现代工作负载所需的处理能力。

    计算最大的优势在于,能帮助组织将数据和软件转化为实际行动。它能为应用和团队提供运营、响应和发展的所需资源。

    • 提升应用性能和数据处理速度;
    • 为分析、AI、机器学习和自动化提供强大的支持;
    • 在云、本地、边缘或混合环境中运行工作负载时具有更大的灵活性;
    • 具备可扩展性,可支持不断变化的业务需求;
    • 提高应用和基础设施的更新改造能力。

    计算面临哪些挑战?

    当工作负载不断增长、环境日益分散,或团队需要在成本、性能和安全性之间寻求平衡时,计算便会面临诸多挑战。

    正是由于这些挑战,组织才需要制定一套涵盖工作负载部署、性能规划、自动化、安全性和生命周期管理的计算策略。

    • 如何为每种工作负载选择合适的计算模型;
    • 如何在云、本地和混合环境中有效管理成本;
    • 如何在不过度配置的情况下扩展资源;
    • 如何保障分布式计算环境的安全;
    • 如何支持 AI、容器、边缘计算和高性能计算等现代工作负载。

    HPE 如何为计算提供支持

    HPE 通过服务器、软件、服务及混合云解决方案,为组织提供全面的计算支持,帮助其在数据中心、云环境和边缘位置顺畅运行各类工作负载。

    HPE ProLiant Compute 支持从核心业务应用到数据分析、虚拟化、容器和 AI 的各种企业工作负载。HPE Compute Ops Management 可帮助团队以更强的可见性和控制力,监控并管理分布式计算环境。GreenLake 则为希望在混合环境中获得灵活性的组织提供云一般的消费模式支持。

    HPE 同样支持专业化的计算需求。HPE Private Cloud AI 可帮助组织在私有云环境中运行 AI 工作负载。HPE Cray Supercomputing 能为高性能计算、大规模建模、模拟和研究提供强大支持。HPE 边缘解决方案 则可帮助在靠近设备、机器和用户的位置处理数据。

    借助 HPE,组织可以构建从边缘到云全面覆盖的计算环境,在性能、可扩展性、安全性、自动化和工作负载灵活性等方面获得全面支撑。

    计算常见问题

    计算和处理有何区别?

    计算是指系统用于运行应用、分配资源和完成任务的整体能力;处理则是指执行指令或转换数据的行为。简单来说,处理是计算中的一个活动,而计算则包含了使处理得以实现的硬件、软件和基础设施资源。

    组织应如何对比云计算与本地计算成本?

    组织应从使用模式、基础设施需求、数据传输成本、许可、支持能力、能耗、人员配置以及扩展需求等多个维度来综合比较云计算与本地计算的成本。云计算在灵活性方面更具优势,而本地计算则能为可预测工作负载、敏感数据和长期基础设施规划提供更强的控制力。

    工业物联网团队在选择边缘计算平台时应关注哪些方面?

    工业物联网团队应选择能够支撑低延迟处理、具备强大安全性、支持远程管理、提供可靠连接,并能与传感器、机器和分析工具集成的边缘计算平台。这一平台要能在靠近业务运营的位置处理数据,并且在需要时还能连接到云或数据中心系统。

    组织在选择用于 AI 训练的 GPU 计算方案时应关注哪些方面?

    企业应根据模型大小、数据量、GPU 性能、内存、存储速度、网络、可扩展性、安全性以及管理工具等因素,对用于 AI 训练的 GPU 计算方案进行评估。合适的计算环境应在满足训练、调优和推理需求的同时,避免产生不必要的成本或增加运维复杂性。

    什么是面向分布式团队的托管计算服务?

    托管计算服务可帮助团队运行、监控并扩展计算资源,而无需自行管理基础设施的每个部分。对于分布式团队而言,托管计算可提高一致性、减轻运营负担、支持远程开发,并帮助应用在云、数据中心和边缘环境中顺畅运行。

    组织应从何处购买用于高强度数据处理工作负载的服务器?

    组织可从企业服务器供应商、基础设施合作伙伴或云服务提供商处购买用于高强度数据处理工作负载的服务器。购买方在选择平台前,应综合比较处理器性能、GPU 支持能力、内存容量、存储速度、网络、管理工具、安全功能、支持服务以及可扩展性等因素。