拆分與分類架構可提升成本效益。通過分類，系統(tǒng)拆分為CPU、內(nèi)存與I/O，能夠獲得更高靈活性，減少約束。
數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)各組件的分分合合頻率之快，能夠讓那些風頭浪尖的緋聞明星夫婦自嘆不如。其中的秘密在于系統(tǒng)設計是融合的，一些前瞻性技術人員的目標是發(fā)展分類服務器。有意識解偶合是數(shù)據(jù)中心的新風格。
網(wǎng)絡與存儲經(jīng)常獨立于服務器采購。HP服務器工程副總裁Tom Bradicich博士說，分類系統(tǒng)則考慮得更長遠，將處理器、主內(nèi)存以及I/O子系統(tǒng)這組成系統(tǒng)的三大件獨立，構成各自獨立的系統(tǒng)。
分類對于超大規(guī)模云服務提供商十分具有吸引力，這種架構能夠更好的實現(xiàn)靈活系統(tǒng)，提高整體資源的利用率。
“在公有云中，你就如把玩一個數(shù)十億美元打造的俄羅斯方塊，”微軟企業(yè)云總經(jīng)理 Mike Neil說，“你擁有的所有這些資源都是物理系統(tǒng)，而面臨的挑戰(zhàn)是盡可能提高資源利用率。”
CPU、內(nèi)存與I/O
當今服務器，CPU與內(nèi)存、I/O的比值大多不可變更。而分類服務器中，這些系統(tǒng)根據(jù)不同的規(guī)模與形狀建立離散的資源池。數(shù)據(jù)中心架構可以根據(jù)架構接口來組合系統(tǒng)，分配CPU、內(nèi)存與I/O，具體依賴于工作負載的實際需求，接著再根據(jù)另外的配置文件來創(chuàng)建一個新系統(tǒng)。
推進此類分類服務器可以節(jié)約企業(yè)高性能計算環(huán)境(HPC)成本，如果設計正確的話，IDC服務器、虛擬化與工作負載研究經(jīng)理Kuba Stolarski說，“分類系統(tǒng)可以更靈活實現(xiàn)更新與維護，當前的傳統(tǒng)服務器，如果處理器需要更新，整個框架也需要更換，”即使其他部件仍然可用。
Cisco統(tǒng)一計算產(chǎn)品線產(chǎn)品市場主管Todd Brannon說，每個在服務器上花錢的人都十分在乎節(jié)約成本，這可不是超大規(guī)模計算的噱頭。CPU意味著節(jié)約2/3總系統(tǒng)成本，然后剩下的(內(nèi)存、I/O子系統(tǒng))通常不會向處理器那樣需要頻繁更新。
一個分類系統(tǒng)，“就如更換墨盒然后維護其他東西的方法一樣，” Brannon 說。
但還是有很多事情還會影響分類系統(tǒng)的推廣：物理學與工程學基本規(guī)律、技術成本未能下降與管理的復雜性可能上升。
要求：超高速光纖
第一代分類系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)布了嗎?
Cisco宣布了其UCS M系列模塊化服務器，是上市的第一款分類系統(tǒng)。M系列機箱有2U大小，包含了8個CPU與內(nèi)存的模塊盒，通過Cisco虛擬接口卡鏈接獨立存儲。
在分類架構中，CPU與主內(nèi)存之間的速度越快，系統(tǒng)就能獲得越好的效果，所以系統(tǒng)供應商需要為其提供更好、更快的帶寬。
“分類系統(tǒng)的最大挑戰(zhàn)是各系統(tǒng)互聯(lián)，”HP的Bradicich博士說。如今，處理器與主內(nèi)存之間的距離是按英寸測算，“但要讓分類架構可用，需要以英尺計，”他說。說的容易做起來難。“這與物理有關：距離越遠，速度越慢。”
經(jīng)常與分類系統(tǒng)有關的一項新興互聯(lián)技術是硅光子學，該技術在互聯(lián)技術中具有三大優(yōu)勢：性能、重量與距離，Intel Cloud Platforms Group的高級產(chǎn)品市場經(jīng)理Jay Kyathsandra說，該團隊開發(fā)了此技術。根據(jù)規(guī)格參數(shù)，硅光子支持高達1.3Tb每秒的數(shù)據(jù)傳輸，重量只有大約銅纜的三分之一多，并且可以延伸300米。
但硅光子并不一定等同于分類架構，Kyathsandra說。“事實上，還是要由原始設備制造商來決定拿來做什么功能，”他說。如果你的系統(tǒng)不需要其所能提供的速度“硅光子可能不會包含在最終實現(xiàn)之中。”
微軟的Neil表示，系統(tǒng)設計師必須權衡硅光子的優(yōu)勢與成本。考慮到將要花費幾百美元來實現(xiàn)將一個硬盤連接到系統(tǒng)中，還是花費成百上千美元部署網(wǎng)絡存儲或存儲區(qū)域網(wǎng)絡。在分類系統(tǒng)中，理論上是可以在物理上將內(nèi)存與CPU通過非常長的距離連接，但錯誤的技術選型可能影響投資回報甚至導致整個計劃脫軌。
系統(tǒng)設計者可能會發(fā)現(xiàn)新興以太網(wǎng)標準提供了足夠的性能以及足夠低的延遲，以支持分類架構。有不少超大規(guī)模計算系統(tǒng)基于萬兆以太網(wǎng)。當配合使用四通道小型可插拔收發(fā)器組合，以太網(wǎng)可以達到40Gb，Mellanox的市場副總監(jiān)Kevin Deierling說，該公司是高性能以太網(wǎng)與InfiniBand互聯(lián)技術的供應商。
他表示，還有不少工作在25GbE下展開。這樣一來，能夠在HPC環(huán)境中獲得高達100Gb的帶寬，這也是多數(shù)InfiniBand光纖的速度。
無論發(fā)生什么，系統(tǒng)廠商絕不會等到互聯(lián)技術充分出爐。以HP的 Moonshot機柜為例，目前可以通過光纖將未來的分類系統(tǒng)組件連接起來。可以使用以太線纜連接，第二條“近端矩陣”光纖是為基于64位的arm服務器M400服務器發(fā)布鎖保留，還有第三個接口，未被利用的光纖被稱作2D Torus Mesh，可以讓任何Moonshot組件直接與其相鄰設備進行通信，Bradicich解釋道。
“高速公路已經(jīng)鋪設好，接下來就等著車來跑了。”
好戲開場
要使用分類系統(tǒng)，需要提供與回收系統(tǒng)資源的軟件必須被修改。
Intel的整體分類計劃被稱為Rack Scale Architecture，機架級架構。在硬件方面，包括了硅光子光學互聯(lián)，還包括了將在2015年發(fā)布的可編程網(wǎng)絡交換機。Intel的Kyathsandra表示，一個豆莢倉管理框架，可以通過硬件應用程序編程接口與系統(tǒng)組件通信，并且還能夠提供基于策略的系統(tǒng)創(chuàng)建和分解，充分使用資源池。
Intel展示了單一機柜環(huán)境下的系統(tǒng)，而且其將對開放計算項目共享硬件設計與OpenStack云架構，鼓勵開放與應用。“你應該能夠使用來自不同廠商的機柜，并獲得相同硬件層的信息，”Kyathsandra說，我們的目標是針對不同的業(yè)務流程層實現(xiàn)無縫協(xié)同工作。“不論你正在使用VMware或Openstack，”他說。
分類面臨的危機
分類同樣意味著軟件開發(fā)、管理與操作系統(tǒng)廠商的挑戰(zhàn)。“跨越這些資源池的理由是什么?”微軟的Neil說。
微軟的戰(zhàn)略是在Azure中創(chuàng)新，然后推動開放設計架構的硬件，以及windows服務器與system center管理中心。微軟也做了一個版本的Azure系統(tǒng)，Microsoft Cloud Platform System，基于商用的戴爾服務器。
“我們的總目標是在Azure中的創(chuàng)新，推動他們朝著更廣闊的行業(yè)應用發(fā)展，”Neil說。分類硬件與軟件設計很可能會在開放計算項目中以自己的方式打開市場，他說。
分類系統(tǒng)設計進入數(shù)據(jù)中心的速度可能比預期的還快，Mellanox的Deierling說。
不是一個大飛躍，他們以及在內(nèi)部為大眾消費做了準備工作。“他們說'嘿，我們已經(jīng)把難關攻克了。讓我們把這個帶給企業(yè)吧。'”
小故事：系統(tǒng)(bins)與負載(boxes)
微軟擁有一百萬臺服務器，每年在云基礎設施建設上的花費超過20億美元。按這樣的規(guī)模，分類對微軟的潛在利益在于解決系統(tǒng)與負載問題以節(jié)約大量資金：如何構建能夠承載最多數(shù)量負載(boxes)的系統(tǒng)(bins)，Neil說。
“假設，我有1個箱子四英尺長，”Neil說，“我要把2個兩英尺長的盒子放進去，這時候系統(tǒng)剛好填滿。但如果我放入3個一英尺的盒子和1個1.5英尺的盒子呢?這樣是行不通的。”
系統(tǒng)打包是一個算法，旨在包裝不同體積的物體，盡可能減少箱子的數(shù)量。對于打包與運輸應用程序也是一個問題，同樣還有其他迭代，比如規(guī)劃文件備份。裝箱還包括一些項目可以共享空間——以及資源，當他們被打包到一個箱子里時，就如服務器中的虛擬機。
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