Введение

Швейцарский компьютерный ученый Урс Хёльцле (; род. 1964) — швейцарский инженер-программист и технологический руководитель. Будучи восьмым сотрудником Google и первым вице-президентом по разработке, он оказал значительное влияние на процессы разработки и инфраструктуру Google, а также на её инженерную культуру. Среди его наиболее значимых достижений — руководство разработкой фундаментальной облачной инфраструктуры, включая энергоэффективные центры обработки данных, распределенные вычислительные и системы хранения данных, а также сети с программно-определяемой архитектурой. До июля 2023 года он занимал должность старшего вице-президента по технической инфраструктуре и был признан Google Fellow. В июле 2023 года он перешел на должность только Google Fellow.

Карьера

До прихода в Google Хёльцле был адъюнкт-профессором информатики в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре. В 1988 году он получил степень магистра информатики в ETH Zurich и в том же году был удостоен стипендии Фулбрайта. В 1994 году он получил степень доктора философии в Стэнфордском университете, где его исследования были посвящены языкам программирования и их эффективной реализации. Благодаря стартапу, основанному Хёльцле, Дэвидом Грисуолдом и Ларсом Баком (см. Strongtalk), эта работа затем привела к созданию высокопроизводительной Java VM под названием HotSpot, приобретенной подразделением Sun JavaSoft в 1997 году, и впоследствии ставшей основной реализацией JVM для Sun. В 1999 году он присоединился к Google, а позднее в том же году стал первым вице-президентом по разработке, оказав значительное влияние на корпоративную и инженерную культуру Google. Эта работа была отмечена Ассоциацией вычислительной техники, которая удостоила его звания Fellow за разработку, проектирование и эксплуатацию энергоэффективных крупномасштабных облачных вычислительных систем. Ему также приписывают создание Google Gulp ко Дню дурака в апреле 2005 года.

Центры обработки данных и серверы

Он руководил разработкой высокоэффективных центров обработки данных Google, которые, по утверждениям, потребляют менее половины энергии от обычного центра обработки данных. В 2014 году он получил Innovation Award журнала The Economist за свою работу в области повышения эффективности центров обработки данных. Вместе с Луисом Баррозо он является соавтором книги «Центр обработки данных как компьютер: введение в проектирование машин масштабного хранения данных». Книга, выдержавшая третье издание, является самым скачиваемым учебником в Morgan Claypool и широко используется в образовательных программах бакалавриата и магистратуры по информатике. За вклад в проектирование, эксплуатацию и энергоэффективность крупномасштабных центров обработки данных Хёльцле был избран членом Национальной инженерной академии в 2013 году. Ранее, в 2007 году, он и Луис Баррозо опубликовали работу «The Case for Energy Proportional Computing», в которой обосновывали необходимость проектирования серверов с потреблением энергии, пропорциональным текущей нагрузке, поскольку большую часть времени они работают в режиме частичной загрузки. Эта статья часто считается стимулом для производителей процессоров к созданию более энергоэффективных решений. Сегодня принцип пропорционального энергопотребления стал стандартной целью как для серверных, так и для мобильных устройств.

Сетевые связи

Начиная с 2005 года команда Хёльцле начала разрабатывать сетевое оборудование для центров обработки данных, поскольку стандартное сетевое оборудование не могло масштабироваться до требований крупных ЦОД. Используя топологии сети Clos, основанные на чипах коммутаторов массового производства, эти сети ЦОД масштабировались с первоначальных 10 Тбит/с до 1000 Тбит/с спустя десять лет. Сегодня этот подход является стандартным для крупных сетей ЦОД; практически все операторы гипермасштабных ЦОД используют аналогичные подходы. В 2012 году Хёльцле представил "сеть G-масштаба", в которой Google начал управлять своим внутренним потоком данных в петабайтном масштабе с помощью OpenFlow – системы программного обеспечения с открытым исходным кодом, совместно разработанной учеными из Стэнфорда и Калифорнийского университета в Беркли и продвигаемой Open Networking Foundation. В 2021 году эта работа была отмечена наградой ACM SIGCOMM Networking Systems Award. Внутренний поток данных, или сеть, отличается от той, которая соединяет пользователей с сервисами Google (Поиск, Gmail, YouTube и т. д.). В процессе описания новой сети Хёльцле также подтвердил, что Google разрабатывает собственное сетевое оборудование, такое как маршрутизаторы и коммутаторы для G-масштаба, и заявил, что компания, будучи открытой в отношении этих изменений, хотела "побудить отрасль – производителей оборудования, разработчиков программного обеспечения и интернет-провайдеров – рассмотреть этот путь и сказать: «Я могу извлечь из этого пользу»". Он отметил, что загрузка сети приближается к 100% от максимальной мощности, что является значительным повышением эффективности. Команды Google также внесли существенный вклад в развитие программно-определяемых сетей (SDN), создавая или участвуя в разработке ключевых компонентов, используемых во многих современных сетях, включая OpenConfig для поставко-независимого, управляемого моделями сетевого управления; gRPC для быстрых RPC, protobuf для обмена данными, OpenTelemetry для трассировки и сервисную сетку Istio.

Облачные вычисления

Хёльцле приписывают руководство созданием внутреннего облака Google, включая архитектуру кластеров на основе стандартных серверов, распределенных файловых систем, планирование задач в кластерах, программно-определяемые сети, надежность оборудования, разработку процессоров, специализированные ASIC для ИИ (TPU) и обработки видео, и многое другое. Внутреннее облако Google не использует виртуализацию, но разработка продуктов для внешней облачной платформы началась в 2014 году, что привело к запуску Google Cloud Platform в 2016 году. Хёльцле также приписывают изменение инженерной культуры Google Cloud, чтобы "осуществить переход от нишевого облака к облаку корпоративного уровня". В том же году Google запустила инициативу RE<C ("Возобновляемая энергия дешевле угля") для разработки более доступных форм возобновляемой энергии, но четыре года спустя Хёльцле объявил о прекращении этой стратегии, отказавшись от разработки солневой тепловой электроэнергии (например, совместно с BrightSource Energy), поскольку она не успевала за стремительным снижением цен на другую солнечную технологию – фотоэлектричество. Начиная с 2010 года, Google начала закупать возобновляемую энергию у новых ветровых и солнечных электростанций для покрытия энергетических потребностей всех своих центров обработки данных. В 2017 году Хёльцле получил премию CK Prahalad "за внедрение инноваций и радикальной эффективности в технологии центров обработки данных и увеличение корпоративных закупок возобновляемой энергии", а также "не только за ускорение устойчивого развития Google, но и за создание примера для других компаний". Хотя первоначальные закупки были небольшими, они сформировали рынок корпоративных закупок возобновляемой энергии, который оказал значительное влияние на общий рост закупок возобновляемой энергии. Например, по данным SP Global, в 2017 году на долю крупнейших гипермасштабных компаний (Amazon, Google, Meta, Microsoft) пришлось более 40% заключенных контрактов на поставку энергии. В 2017 году Google достигла объема возобновляемой энергии, достаточного для компенсации 100% своего потребления, и в настоящее время является крупнейшим корпоративным покупателем возобновляемой энергии в мире. После достижения 100% возобновляемых источников энергии в среднем за год, Google сосредоточила внимание на обеспечении 24/7 энергией без выбросов углерода, то есть на фактической работе на 100% возобновляемой энергии каждый час каждого дня. По состоянию на 2022 год семь регионов центров обработки данных Google достигли 90% или более энергии без выбросов углерода, а тринадцать – более 85%. Хёльцле широко известен своей поддержкой рыночных подходов и неприятием проприетарных решений, которые принесли бы пользу только Google. В результате, такие организации, как Альянс покупателей чистой энергии, Европейский центр 24/7 CFE и Компакт ООН 24/7 по свободной от углерода энергии, теперь сосредоточены на предоставлении любой компании возможности достигать собственных целей в области чистой энергии. В 2022 году стало известно, что Хёльцле является основным инвестором в новозеландского разработчика солнечных электростанций Helios, который планирует построить около 10 солнечных электростанций, подключенных к сети, по всей Новой Зеландии. Он является членом совета директоров Всемирного фонда дикой природы США.

Академические награды

В 1988 году Хёльцле стал стипендиатом программы Фулбрайта, а в 2013 году был избран членом Национальной инженерной академии за вклад в разработку, эксплуатацию и повышение энергоэффективности крупных центров обработки данных. Он также является действительным членом Ассоциации вычислительной техники (2009), Американской ассоциации содействия науке (2017) и Швейцарской академии искусств и наук.

Культура Google

Как восьмой сотрудник Google и первый вице-президент по разработке, Хёльцле во многом сформировал процессы разработки и инфраструктуру Google. В книге о ранних днях Google Дуг Эдвардс отмечает, что именно он заложил основы инженерной и корпоративной культуры Google, а также сделал акцент на использовании технических собеседований для отбора лучших кандидатов. Он нанял многих из первых инженеров Google, включая Джеффа Дина. Хёльцле был известен своим самоироничным юмором; например, его первоначальная должность звучала как "Механик поисковой системы", потому что "все было сломано". Он также повлиял на офисную культуру Google, принося на работу свою собаку Йошку. В 2004 году Йошка даже "написала" пост в блоге, а сегодня Google называет себя "компанией собачников". Кафе в здании 43 Googleplex названо Yoshka's Cafe в честь первой собаки Google. В июле 2021 года он подвергся критике за кажущийся "лицемерием" в отношении удаленной работы: он резко выступал против нее для других, одновременно переехав в Новую Зеландию. Однако вскоре после объявления о переводе Хёльцле Google одобрил подавляющее большинство заявок сотрудников, разрешив еще 8500 сотрудникам работать удаленно.