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借IBM X架構平臺的歷史看高端x86服務器的發展史

責任編輯:jacky

2014-09-14 17:30:38

摘自:博客

企業用戶對虛擬化技術的熱衷,帶給高端x86服務器巨大機遇——針對虛擬化應用優化的IBM eX5架構——折射了這一階段高端x86服務器的發展趨勢。在私有云方面,服務器平臺支撐虛擬化的能力仍然是關鍵(虛擬化在現階段仍然是企業建設私有云的基礎)

企業用戶對虛擬化技術的熱衷,帶給高端x86服務器巨大機遇——針對虛擬化應用優化的IBM eX5架構——折射了這一階段高端x86服務器的發展趨勢。在私有云方面,服務器平臺支撐虛擬化的能力仍然是關鍵(虛擬化在現階段仍然是企業建設私有云的基礎),作為虛擬化的最佳支撐平臺,高端x86服務器自然責無旁貸。

一個成功的“平臺”特性,在各行各業締造著傳奇故事,汽車業、航天業莫不如此。IT業之高通QRD平臺、英特爾迅馳平臺、IBM企業級X架構平臺,則分別造就了智能手機、電腦和服務器行業各自的平臺之巔。

看高端x86服務器市場中推出時間最早、市場占有率最高的IBM 企業級X架構平臺(簡稱eX架構)的歷史——以史為鏡,可以知興替——我們也將借此來思考高端x86服務器應用的發展史。

平臺:x86服務器高端化、差異化的根本

在x86服務器市場,平臺的進化和強化一直與英特爾與AMD的競爭如影隨形,在這種競爭態勢下,研發門檻很高的服務器平臺的市場競爭,正逐步向兩家處理器供應商靠攏。

相同的處理器與同質化的平臺,必然“搭配”出一般化的產品,完全不能滿足要求更高、業務負載更重要的高端用戶。

因此,服務器廠商中具有強大技術實力者針對需要差異化、高端化產品的用戶,設計了獨特的服務器平臺,為企業用戶提供更高性能、更高擴展性以及更好的RAS特性(Reliability、Availability、Serviceability)。

eX平臺折射13年高端應用變遷

IBM eX架構,即企業級X架構(EXA,Enterprise X Architecture),是IBM推出的、專門為英特爾至強處理器(Xeon MP)而開發的服務器平臺,推出伊始就具備了英特爾原廠平臺所不具備的能力,對x86服務器市場尤其是高端x86服務器市場,形成了良好的補充和強化。

2001年,英特爾當時推出的至強處理器(Xeon MP)只支持四路服務器擴展,無法滿足用戶對大節點計算的需求。同時,高端x86服務器當時普遍售價高昂,企業用戶亟待實現真正的“Pay as you grow(可伸縮的配置,按需購買)”設計。

針對這些需求,第一代eX架構推出時的重點就是將高端x86服務器擴展到八路甚至是十六路,并基于“Xpand On Demand(模塊化設計,按需擴展)”的設計思路,實現企業用戶在x86服務器上按需增長的迫切需求。

兩年之后,人們意識到,要想支撐重新成為主流的、規模化的大型企業業務,x86服務器需要在性能和可靠性方面都進行極大的提升。

因此,第二代eX架構除了繼續保持出色的級聯能力,更重要的是引入內存熱交換技術,支持包括熱插拔和熱添加內存的3級內存保護(ChipKill內存、Memory Protexion、內存鏡像),為當時逐步興起的SAP、Oracle、DB2和SAS核心數據庫平臺應用提供了堅實的基礎。

緊接著,高端x86服務器在嘗試進入交易密集型計算環境的時候,延遲表現和I/O能力卻成為了新的問題。于是在第三代eX架構中,eX架構平臺加入了輪詢過濾緩沖(Snoop Filter)的設計,大大降低了多路處理器間因要進行數據輪詢所增加的延遲;引入了Active PCI-X 2.0,提高了服務器的I/O表現。

此后,伴隨高端x86服務器市場進入“高能效與高性能時代”,服務器的性能/能耗比成為新的挑戰。在第四代eX架構中,獨有的內存緩沖芯片取代了英特爾的原廠設計,基于DD2-533(而不是英特爾推薦的價格更昂貴、功耗更高的FB-DIMM)提高了60%的內存帶寬能力,同時降低了內存的功耗水平。

除此以外,在服務器整體能耗與上一代持平的條件下,eX4平臺的x86服務器創造出了首個突破100萬次tpmC大關的x86服務器,讓高端x86服務器在性能/能耗比上進入了一個新的領域。

高端x86服務器:虛擬化時代最佳平臺

在eX4架構之后三年,以VMware為代表的x86服務器平臺虛擬化整合趨勢明顯,促使企業用戶對x86服務器提出了新的要求:越來越多的應用被整合到一起,用戶需要更大的內存、更可靠的平臺(針對應用整合后的風險集中爆發)以及針對I/O擁堵問題做出及時的調整。

企業用戶對虛擬化技術的熱衷,帶給高端x86服務器巨大機遇——針對虛擬化應用優化的IBM eX5架構——折射了這一階段高端x86服務器的發展趨勢。

MAX5加速器是eX5平臺中最具革命性的技術,充分利用了英特爾新一代的QPI總線的特性,相比英特爾原廠平臺所支持雙路32條、四路64條和八路128條內存,eX5架構分別支持的內存數量為64、128和192,最高提供了兩倍的內存容量。

Emulex所出品的虛擬矩陣適配器(VFA,Virtual Fabric Adapter)被接納進來,它具備有虛擬網卡(vNIC)與未來聚合光纖通道與iSCSI傳輸的能力,讓服務器具有了虛擬化I/O的能力;利用高性能eXFlash固態盤系統來改善I/O表現,不僅輕松解決IOPS不足的問題,成本也降低了97%。

FlexNode級聯擴展技術除了保證超越英特爾原廠八路的擴展能力,更具備Node FailOver能力,即當級聯的兩個節點中出現單個節點問題時,可以一分為二,將有故障的節點與健康的節點相隔離——這徹底改變了高端x86服務器在虛擬化應用整合平臺上的業務負載容錯能力。

從以上幾代IBM eX平臺的發展,尤其是虛擬化時代eX5架構不難看出,高端x86服務器更能夠迎合市場主流應用趨勢和業務負載需求,提供更好的應用與業務體驗。當然,這些都是依托于強大的服務器平臺技術。

當全新的“互聯網時代”來臨,云計算和大數據的浪潮對高端x86服務器又會提出哪些新的要求?像IBM eX架構這樣的服務器平臺,又將何去何從?

云與大數據:高端x86服務器的新要求

還記得,上海移動信息系統運營部副總經理蔡加祺介紹了上海移動利用云計算驅動計費系統重構,建立應用云、詳單云、MDB云三大平臺的成功案例,云計算對傳統IT架構所帶來的沖擊,已經輻射到了通信運營商的核心業務系統中。

越來越多的企業用戶意識到,以互聯網、云計算的思路重構企業IT基礎架構勢在必行,邁出的第一步就是建立高效、可靠、易于維護的私有云平臺,或是將現有業務進行云化,以適應業務負載的動態變化與增長。

另一方面,在大數據概念興起的背后,企業用戶對實時數據分析結果的需求極為強烈,ERP、CRM、OLTP等關鍵應用需要更快的(甚至是零延遲)的處理響應時間,以移動應用、在線交易、零延遲物流和隨時可能需要作出的企業戰略決策。內存數據庫就是在這一背景下成為了2013年最火熱的技術名詞之一。

在私有云方面,服務器平臺支撐虛擬化的能力仍然是關鍵(虛擬化在現階段仍然是企業建設私有云的基礎),作為虛擬化的最佳支撐平臺,高端x86服務器自然責無旁貸。

但隨著企業的應用不斷向私有云平臺整合,數據中心正不斷整合業務堆棧,創建更大的計算集群,高端x86服務器需要以更強的彈性、靈活性支撐集群乃至整個私有云;另一方面,由于基于高性能、大容量的節點建設集群,集群規模可以被有效縮小,減少集群復雜性、多點故障可能性以及提高集群的延遲表現,因此高端x86服務器的系統性能仍然需要進一步的提高。

在大數據分析方面,新的、大規模的、實時的業務負載大量出現(如今就連ERP平臺都在追求實時性與動態管理),對服務器平臺的資源需求形成了極大的壓力,一般的x86服務器的性能、I/O吞吐量和延遲表現,根本難以支撐內存數據庫、實時數據分析等持續高壓型業務負載。

正如IBM的SAP HANA工作負載優化系統解決方案全部基于IBM eX5架構服務器所展現的,企業用戶需要在內存計算(如更大、更快、更可靠的內存池)、I/O加速(如PCIe 閃存)、延遲降低(如高速內/外部連接技術)等方面具有更強大優勢的高端x86服務器(當然,這也是對高端x86服務器提出的新要求),而不是同質化的、采用原廠平臺的通用型產品。

高端x86服務器:將建立在三大規則之上

在2013 Gartner首席信息官執行計劃(EXP)所做的全球CIO最新調查中,分析和商業智能、云計算、虛擬化、ERP應用分列CIO們“十大優先考慮技術”的第1、3、8和第10位——伴隨這些核心業務應用逐步深入的——必然是CIO們對于高端x86服務器的龐大需求,以及對服務器平臺的高性能、高可靠、高彈性以及RAS特性的關注和重視。

反觀技術趨勢,在移動應用、開放式架構、軟件定義數據中心等趨勢的影響下,數據中心正朝著更加集成化以及針對工作負載進行深度優化的方向發展,并持續在高密度、高彈性、高效能方面加強投資。

作為這一切趨勢的最佳支撐平臺,高端x86服務器的未來將建立在“為大數據分析設計”、“由軟件定義”以及“開放協作”三大規則之上,快速改善企業IT架構的運營經濟性和可靠性,幫助企業加速在云計算與大數據時代的業務創新。

聯想收購IBM x86服務器產品線之后

Intel至強E7 v2服務器處理器發布后,別的服務器廠商都發布了因特爾新至強處理器的x86服務器,IBM就沒有關于x86服務器新產品。歸根究底也是因為聯想收購了IBM x86服務器產品線業務的時間,所以在今后沒看到關于IBM x86服務器新產品了。

對于聯想來說,2014年無疑是關鍵的一年。隨著對于IBM System X 服務器部門收購整合工作的逐漸完成,作為聯想業務線的四駕馬車之一,企業級業務也正成為聯想集團全新的增長點。不過聯想自從收購IBM x86服務器業務之后,在IBM服務器品牌上并為有太多動作,這也暗合聯想收購ThinkPad時的策略,但在ThinkServer品牌方面卻是活躍異常。

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