數據中心內的x86商用成品（COTS）服務器的標準化已經經過了很長時間，因為該架構提供了多功能、低成本、易于集成、更有效地維護和管理配置文件，總而言之，其成本低于專用硬件的方式。但目前業界出現了驅動數據中心服務器選擇的新的需求，即需要數據中心服務器能夠支持運營商的虛擬化、可編程性以及機器學習和高級實時分析帶來的大量的數據集。

網絡功能虛擬化（NFV）和軟件定義網絡（SDN）逐漸在數據中心中得以實現，底層硬件已經逐漸從運行的智能軟件中抽象出來。

IDC全球基礎設施實踐項目主管Ashish Nadkarni表示：“數據中心的選擇是基于標準化的理念，其目標是實現軟件層的智能化，遠離硬件的專業化。每個用戶都在使用業界標準的芯片而不是定制化的芯片，以便通過簡單地替換軟件堆棧，可以使用類似的服務器來實現多用途。應用程序本身逐步得到虛擬化，并通過編排層實現服務器之間的遷移。”

理論上來看，這應該會加強COTS的趨勢，在某些用例中，大的I/O性能需求推動用戶轉向使用專有硬件，因為使用純粹的“白盒”不能滿足下一代網絡架構的需求。

Nadkarni表示：“當用戶擁抱通用的硬件時，它是不合適的。因為標準的CPU雖然能夠實現很多功能，但在任何方面它都不能做到最好。用戶采取這種方式可以提高效率，但其性能并不能支持NFV或認知計算。”

NFV和SDN可能是最顯著的工作負載，使可用的COTS服務器性能受到限制，但是下一代工作負載的范圍和需求要遠超于傳統數據中心的架構：在大數據分析實施中實現大型數據集和動態實時應用程序；AI（人工智能）、機器學習和認知計算環境；安全。這些應用都需要提高I/O性能，以提供最佳的最終用戶體驗，這意味著服務器必須具備高性能、低延遲和高速緩存一致性。

IHS Markit云數據中心研究實踐高級研究總監兼顧問Cliff Grossner認為：“電信運營商和大型服務提供商對數據包處理的要求與傳統數據中心的需求大不相同。這些環境中的很多應用程序都是數據包處理應用程序，當我們考慮到下一代產品和網絡時，他們需要加速和提高數據包處理平面性能的策略。”Cliff Grossner認為這不是一個單獨的問題，而是當AI技術成為產品組合的必要組成部分。

他說：“用于分析和AI應用的代碼處理器將在電信和NFV中大量使用，電信運營商和其他廠商將使用遙測技術來改善用戶體驗并提高用戶的自主性，這些算法可以從加速中受益匪淺。隨著服務器的發展，服務器將擁有越來越多的核心處理器，可以一次處理多個數據點，從而加快重復計算速度。”

如果要支持這些新的業務模式需要通過數據平面開發套件（DPDK）調整通用CPU，以優化高級用力。這是Intel青睞的一種方式，它涉及到一個優化應用程序與網卡（NIC）通信數據路徑的編程架構。通過這種方式，它能夠更快地處理數據包，這對于處理大量以太網數據包處理或高消息速率的應用程序，如虛擬網絡功能（VNF）尤為重要。

另一個方式是實現硬件加速的智能網卡，由Mellanox，Cavium和Netronome等公司目前提供這樣的智能網卡。這些網卡上的SoC能夠支持服務器在網卡上運行數據包轉發平面，從而從CPU中卸載該工作負載，釋放資源并提高性能。

Grossman表示：“10到15個內核中的任何工作都可以通過數據包處理來實現，因此可編程的網卡可以讓CPU自由地執行其他操作，這些可以在白盒上或其他服務器上實現。”

Nadkarni表示：“這使得服務器非常標準，但是用戶可以使用定制化的硬件來擴充服務器。”

服務器的發展過程中另一個重要因素是開源的持續成熟。未來的服務器可能會通過高速架構連接多個加速處理組件，這將推動對標準化的需求。為此，OpenCAPI于去年秋季推出，作為新的接口標準，可使諸如FPGA、圖形、網絡和存儲加速器等高性能加速器以高性能的方式與服務器通話。與早期的PCle 3方式相比，OpenCAPI具有25 Mb/s的數據傳輸速率，PCle 3的傳輸速率只有16 Mb/s。

然后可以在配置中實現OpenCAPI和其他的開放標準，例如Rackspace和Google最近公布了OCP的OpenPower服務器平臺，代號為Zaius和Barreleye G2.與以前的OpenPower系統相比，Zaius將CPU性能和內存容量提高了一倍，并且還增加了外設帶寬。它依靠OpenCAPI將GPGPU、FPGA和其他專業處理器結合在一起，并使他們能夠更快更方便地進行編程。

由于高級用例沒有顯示采用減速的跡象，因此平衡數據中心性能與提高標準服務器效率將是一個挑戰。例如，可以通過諸如內存總線、大型高速緩存和高頻、高功率處理器等增強功能來提升性能，但在某種程度上，這些將需要數據中心中的業態或低溫冷卻系統。隨著行業的發展，開源標準將成為解決這個問題的孵化室。

Grossner表示：“這是保證運營商NFV健康發展并未廠商提供新的方式進行交互的重要局側，這個生態系統尤為重要。”

原文鏈接：https://www.sdxcentral.com/articles/analysis/evolution-standard-cots-server/2017/06/