回顧歷史,機架服務器從誕生到大規模取代塔式服務器花了30年,而作為一種新的產品形態,刀片服務器問世才短短7年,但已在全球市場取得了近14%的份額。
IBM刀片服務器高峰論壇在杭州舉行。IBM大中華區系統科技研發中心產品研發總監李啟運介紹了IBMBladeCenter系列刀片服務器的產品線布局,并重點分析了未來兩三年內IBM刀片服務器的產品技術發展趨勢,我們將其內容歸納整理為以下8點:
刀片服務器的多樣性與統一化
沒有哪一種刀片可以滿足所有需求。為此,IBM擁有業界最廣泛的刀片產品,包括為滿足客戶特定需求而設計的一系列刀片服務器機箱,包括面向中小企業和分布式環境的BladeCenterS(7U6片),實現高能效與高密度相平衡的企業級平臺BladeCenterE(9U14片),超高密度的企業級產品BladeCenterH(7U14片),堅固耐用并符合NEBS電信行業標準、適合VoIP/IPTV和IMS等應用的BladeCenterT(8U8片),以及堅固耐用并為高性能和下一代網絡(NGN)等應用而優化的BladeCenterHT(12U12片)。
這些刀箱具有良好的多樣性,可以兼容的計算刀片包括HS(英特爾至強平臺)、LS(AMD皓龍平臺)、JS(IBMPOWER平臺)、QS(Cell寬帶引擎)等幾大不同系列。為了保護用戶的投資,IBM在2014年前保證穩定的刀片架構平臺設計不改變或更換。
顯然,多樣化的硬件更加需要統一的管理,這樣才能使用戶不必去重新學習,為此,IBM采用了一套通用的符合行業標準的交換機和I/O架構,使用統一的管理軟件和接口,如IMM集成管理模塊、UEFI、Toolscenter統一管理工具包、AMM集成管理模塊、Directror跨平臺統一硬件管理、Tivloli等。
未來的刀片服務器需要更大內存
在一個向上擴展的多核系統中,數據存取的層次是CPU、緩存、內存、硬盤,越往外層,IO越慢,因此,隨著CPU的核心數量越多,CPU喂不飽的現象會更加嚴重,I/O因此成為多核計算之路上最重要的因素。
目前主要是4核心CPU,但未來兩年,還會出現8核,甚至12核。為了滿足多核CPU系統的均衡發展,對內存容量、I/O帶寬也提出了更高的要求。新系統設計中巨大內存容量成為必需。根據IBM的測試,一般每個CPU內核需要配備2-4GB內存才能保證平衡,不然會影響到數據存取的速度。IBM目前最新的刀片服務器如HS22支持12個內存DIMM,但未來將增加到18根。另外,過去IBM在高端X86服務器架構方面的技術eX4只用在機架服務器x3850M2上,未來的eX5將擴展到刀片中來,使用eX5芯片的內存擴展板,每個16根內存,這樣,單組刀片最大將可以支持到80個DIMM,實現高達640GB的內存容量。3)多核計算促進網絡I/O快速發展
由于多核系統需要更快的I/O,這也將促進網絡的快速發展。2010-2012年,預計將從現在的1Gb/10Gb以太網、4Gb/8GbSAN、4XDDRInfiniband發展到主流化10Gb以太網、8Gb/16GbSAN、4XQDRInfiniband,同時,網絡、存儲和管理使用分開的基礎架構,也將得到進一步整合和簡化。
存儲區域網(SAN)和局域網(LAN)進行整合,實現更快I/O速度,I/O地址虛擬化,2009年以后會有10Gb的整合增強的以太網,支持iSCSI、FCoCEED存儲。
I/O虛擬化和虛擬環境管理更受關注
隨著多核計算能力的不斷加強,為了提供硬件資源的利用率,虛擬化會更加普及和廣泛。但與處理器和內存技術的發展相比,網絡和I/O虛擬化方面的發展已經略顯滯后,而且如何有效管理大量的物理和虛擬系統也成為一個橫亙在企業面前的IT難題。
IBM認為,I/O虛擬化將會從實驗室走向生產環境,如現在Open Fabric Manager、基于Blade Center的vNIC技術都已經在I/O虛擬化方面取得重要進展。另外,在硬件虛擬化之后,還要有完整的管理軟件,因此,IBM的重點將會放在軟件管理平臺上面,以加強對物理和虛擬環境的管理,簡化虛擬化的部署過程。
固態硬盤將在2-3年內取代硬盤
“功耗只有1W,節能90%,性能高100倍,容量每9個月翻一番,價格每年下降50%,“這些因素將促使固態硬盤(以及基于閃存的PCI適配器,如Fusion-IO)有望在未來2-3年內在很多服務器應用中如啟動盤/Web服務器、高性能數據庫、電子郵件服務器等,取代硬盤,在IBM刀片服務器內成為主流配置。同時,閃存將有可能會在以后的服務器中用來補充主存,以便增加內存容量并減少耗電量。
早在5年前,在IBM電信用的刀片服務器中,就已經開始提供固態硬盤選項,以滿足散熱的需求。但今天的固態盤已經更加廉價普及,而且更加堅固耐用,如通過寫操作的Wear-Leveling技術可以達到24X7的可靠性和可用性,無疑將在其刀片產品線上獲得更大的生存空間。如目前HS21XM中,既可以支持4GB模塊化閃存驅動器,也可以將兩個16GB的SATA閃存驅動器安裝在一個硬盤的空間內,就像普通的SAS/SATA硬盤一樣工作。
另外,IBM服務器也對FusionIO(基于閃存的PCIe適配器)提供支持,FusionIO設備驅動程序使得操作系統將通過PCIe連接的閃存驅動器視同一個硬盤,從而可以實現80GB、160GB、320GB甚至更高的容量,一個PCI擴展板可以安裝兩個適配器,這兩個適配器可以通過軟件做成鏡像。將來IBM還可能會提供定制的FusionIO刀片服務器子卡。
存儲區域網與局域網將雙網合一
在數據中心里,LAN和SAN兩種網絡是互相獨立的,網卡/適配器、線纜、刀箱內置交換機、機柜上機架式交換機等都需要兩套不同的東西。如果將LAN和SAN進行整合,意味著可以合并在同一個設備上,如整合的網卡、整合的交換機,在同一根線纜上也可以跑兩種協議,線纜數量、成本和管理復雜度都會大大降低。
目前,把IP網絡和FC網絡合二為一的FCoE技術成為熱點,它在提供FC網絡同樣的功能和性能時,擁有更低的系統延遲、更少的功耗和運行成本,且具備標準化等眾多好處。該技術的應用將極大解決數據中心的網絡瓶頸問題。前不久,IBM和Qlogic聯合發布了業內第一個基于BladeCenter的FCoE解決方案,利用支持CEE的10GbE替代了GbE和FC交換機。
預計到2010年下半年以后,IBM刀片服務器將可以通過CEE交換機直接連接iSCSI/NAS、FCoE、FC等存儲設備,網絡結構將大大簡化。同時,未來以太網將支持40Gb,甚至100Gb。
綠色節能催生更多先進設計
冷卻是建設高密度數據中心的重要難題之一。作為一種高密度的產品,功耗與散熱一直是刀片服務器的設計重點。現在IBM刀片服務器每個模塊的能源效率都經過優化,這種優化仍將繼續,如電源會從現在的80Plus升級到95Plus,進一步提高電源效率,風扇將實現更加智能的控制,如引入海拔高度計,可以根據用戶所有地的空氣密度,來決定風扇的轉速。因此在高海拔地區,由于空氣稀薄,需要加快風扇轉速才能保證系統散熱與穩定運行,而在低海拔地區,則相反,可以降低風扇轉速來節約能耗。
在機柜機房散熱層面,當機柜散熱超過10KW(相當于兩個滿配置的刀片機箱)時,傳統的風冷有些力不從心。IBM的RDHx水冷機柜背板通過水循環把機柜內產生的熱量帶到數據中心之外,可以冷卻29KW的IT設備。同時水冷機柜背板解決方案也是一個節電的方案,和傳統的精密空調相比,可以節約高達50%的能耗。
另外,過去能源之星1.0版本并不包括刀片服務器系統,但2009年底前,美國環保署(EPA)將通過發布1.5版本來將刀片服務器列入計劃。IBM希望希望2010年拿到能源之星的認證。
刀片服務器成為云平臺實現動態架構
刀片服務器正在成為云計算的基礎硬件平臺。今年6月,IBM宣布了云計算產品的一個新家族——IBMCloudBurst,這個平臺由Systemx和刀片中心組成,通過將服務器硬件、虛擬化、自動化管理軟件、服務等打包在一個機柜里,即CloudinaBox,讓企業用戶在訂購、構建、管理和升級私有云時更加輕松、簡便。
未來的計算平臺需要簡化部署和管理,可以對CPU、I/O等資源進行組合,形成隨需應變和高利用率的資源池,Cloud Burst只是實現了第一階段。
對于這些趨勢,我們看到了服務器的變遷改革,我們也期待更好的產品引領這個潮流時代。