數(shù)據(jù)中心內(nèi)的x86商用成品（COTS）服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)經(jīng)過了很長(zhǎng)時(shí)間，因?yàn)樵摷軜?gòu)提供了多功能、低成本、易于集成、更有效地維護(hù)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(yè)界出現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器選擇的新的需求，即需要數(shù)據(jù)中心服務(wù)器能夠支持運(yùn)營(yíng)商的虛擬化、可編程性以及機(jī)器學(xué)習(xí)和高級(jí)實(shí)時(shí)分析帶來(lái)的大量的數(shù)據(jù)集。

網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）和軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）逐漸在數(shù)據(jù)中心中得以實(shí)現(xiàn)，底層硬件已經(jīng)逐漸從運(yùn)行的智能軟件中抽象出來(lái)。

IDC全球基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)踐項(xiàng)目主管Ashish Nadkarni表示：“數(shù)據(jù)中心的選擇是基于標(biāo)準(zhǔn)化的理念，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)軟件層的智能化，遠(yuǎn)離硬件的專業(yè)化。每個(gè)用戶都在使用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的芯片而不是定制化的芯片，以便通過簡(jiǎn)單地替換軟件堆棧，可以使用類似的服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)多用途。應(yīng)用程序本身逐步得到虛擬化，并通過編排層實(shí)現(xiàn)服務(wù)器之間的遷移。”

理論上來(lái)看，這應(yīng)該會(huì)加強(qiáng)COTS的趨勢(shì)，在某些用例中，大的I/O性能需求推動(dòng)用戶轉(zhuǎn)向使用專有硬件，因?yàn)槭褂眉兇獾?ldquo;白盒”不能滿足下一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求。

Nadkarni表示：“當(dāng)用戶擁抱通用的硬件時(shí)，它是不合適的。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的CPU雖然能夠?qū)崿F(xiàn)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(rèn)知計(jì)算。”

NFV和SDN可能是最顯著的工作負(fù)載，使可用的COTS服務(wù)器性能受到限制，但是下一代工作負(fù)載的范圍和需求要遠(yuǎn)超于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)：在大數(shù)據(jù)分析實(shí)施中實(shí)現(xiàn)大型數(shù)據(jù)集和動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)應(yīng)用程序；AI（人工智能）、機(jī)器學(xué)習(xí)和認(rèn)知計(jì)算環(huán)境；安全。這些應(yīng)用都需要提高I/O性能，以提供最佳的最終用戶體驗(yàn)，這意味著服務(wù)器必須具備高性能、低延遲和高速緩存一致性。

IHS Markit云數(shù)據(jù)中心研究實(shí)踐高級(jí)研究總監(jiān)兼顧問Cliff Grossner認(rèn)為：“電信運(yùn)營(yíng)商和大型服務(wù)提供商對(duì)數(shù)據(jù)包處理的要求與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的需求大不相同。這些環(huán)境中的很多應(yīng)用程序都是數(shù)據(jù)包處理應(yīng)用程序，當(dāng)我們考慮到下一代產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)時(shí)，他們需要加速和提高數(shù)據(jù)包處理平面性能的策略。”Cliff Grossner認(rèn)為這不是一個(gè)單獨(dú)的問題，而是當(dāng)AI技術(shù)成為產(chǎn)品組合的必要組成部分。

他說：“用于分析和AI應(yīng)用的代碼處理器將在電信和NFV中大量使用，電信運(yùn)營(yíng)商和其他廠商將使用遙測(cè)技術(shù)來(lái)改善用戶體驗(yàn)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(wù)器的發(fā)展，服務(wù)器將擁有越來(lái)越多的核心處理器，可以一次處理多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，從而加快重復(fù)計(jì)算速度。”

如果要支持這些新的業(yè)務(wù)模式需要通過數(shù)據(jù)平面開發(fā)套件（DPDK）調(diào)整通用CPU，以優(yōu)化高級(jí)用力。這是Intel青睞的一種方式，它涉及到一個(gè)優(yōu)化應(yīng)用程序與網(wǎng)卡（NIC）通信數(shù)據(jù)路徑的編程架構(gòu)。通過這種方式，它能夠更快地處理數(shù)據(jù)包，這對(duì)于處理大量以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包處理或高消息速率的應(yīng)用程序，如虛擬網(wǎng)絡(luò)功能（VNF）尤為重要。

另一個(gè)方式是實(shí)現(xiàn)硬件加速的智能網(wǎng)卡，由Mellanox，Cavium和Netronome等公司目前提供這樣的智能網(wǎng)卡。這些網(wǎng)卡上的SoC能夠支持服務(wù)器在網(wǎng)卡上運(yùn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)平面，從而從CPU中卸載該工作負(fù)載，釋放資源并提高性能。

Grossman表示：“10到15個(gè)內(nèi)核中的任何工作都可以通過數(shù)據(jù)包處理來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此可編程的網(wǎng)卡可以讓CPU自由地執(zhí)行其他操作，這些可以在白盒上或其他服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)。”

Nadkarni表示：“這使得服務(wù)器非常標(biāo)準(zhǔn)，但是用戶可以使用定制化的硬件來(lái)擴(kuò)充服務(wù)器。”

服務(wù)器的發(fā)展過程中另一個(gè)重要因素是開源的持續(xù)成熟。未來(lái)的服務(wù)器可能會(huì)通過高速架構(gòu)連接多個(gè)加速處理組件，這將推動(dòng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的需求。為此，OpenCAPI于去年秋季推出，作為新的接口標(biāo)準(zhǔn)，可使諸如FPGA、圖形、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)加速器等高性能加速器以高性能的方式與服務(wù)器通話。與早期的PCle 3方式相比，OpenCAPI具有25 Mb/s的數(shù)據(jù)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(shí)現(xiàn)OpenCAPI和其他的開放標(biāo)準(zhǔn)，例如Rackspace和Google最近公布了OCP的OpenPower服務(wù)器平臺(tái)，代號(hào)為Zaius和Barreleye G2.與以前的OpenPower系統(tǒng)相比，Zaius將CPU性能和內(nèi)存容量提高了一倍，并且還增加了外設(shè)帶寬。它依靠OpenCAPI將GPGPU、FPGA和其他專業(yè)處理器結(jié)合在一起，并使他們能夠更快更方便地進(jìn)行編程。

由于高級(jí)用例沒有顯示采用減速的跡象，因此平衡數(shù)據(jù)中心性能與提高標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器效率將是一個(gè)挑戰(zhàn)。例如，可以通過諸如內(nèi)存總線、大型高速緩存和高頻、高功率處理器等增強(qiáng)功能來(lái)提升性能，但在某種程度上，這些將需要數(shù)據(jù)中心中的業(yè)態(tài)或低溫冷卻系統(tǒng)。隨著行業(yè)的發(fā)展，開源標(biāo)準(zhǔn)將成為解決這個(gè)問題的孵化室。

Grossner表示：“這是保證運(yùn)營(yíng)商N(yùn)FV健康發(fā)展并未廠商提供新的方式進(jìn)行交互的重要局側(cè)，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)尤為重要。”

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