回顧歷史,機架服務(wù)器從誕生到大規(guī)模取代塔式服務(wù)器花了30年,而作為一種新的產(chǎn)品形態(tài),刀片服務(wù)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(wù)器高峰論壇在杭州舉行。IBM大中華區(qū)系統(tǒng)科技研發(fā)中心產(chǎn)品研發(fā)總監(jiān)李啟運介紹了IBMBladeCenter系列刀片服務(wù)器的產(chǎn)品線布局,并重點分析了未來兩三年內(nèi)IBM刀片服務(wù)器的產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢,我們將其內(nèi)容歸納整理為以下8點:
刀片服務(wù)器的多樣性與統(tǒng)一化
沒有哪一種刀片可以滿足所有需求。為此,IBM擁有業(yè)界最廣泛的刀片產(chǎn)品,包括為滿足客戶特定需求而設(shè)計的一系列刀片服務(wù)器機箱,包括面向中小企業(yè)和分布式環(huán)境的BladeCenterS(7U6片),實現(xiàn)高能效與高密度相平衡的企業(yè)級平臺BladeCenterE(9U14片),超高密度的企業(yè)級產(chǎn)品BladeCenterH(7U14片),堅固耐用并符合NEBS電信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、適合VoIP/IPTV和IMS等應(yīng)用的BladeCenterT(8U8片),以及堅固耐用并為高性能和下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)等應(yīng)用而優(yōu)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(wěn)定的刀片架構(gòu)平臺設(shè)計不改變或更換。
顯然,多樣化的硬件更加需要統(tǒng)一的管理,這樣才能使用戶不必去重新學(xué)習(xí),為此,IBM采用了一套通用的符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的交換機和I/O架構(gòu),使用統(tǒng)一的管理軟件和接口,如IMM集成管理模塊、UEFI、Toolscenter統(tǒng)一管理工具包、AMM集成管理模塊、Directror跨平臺統(tǒng)一硬件管理、Tivloli等。
未來的刀片服務(wù)器需要更大內(nèi)存
在一個向上擴展的多核系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)存取的層次是CPU、緩存、內(nèi)存、硬盤,越往外層,IO越慢,因此,隨著CPU的核心數(shù)量越多,CPU喂不飽的現(xiàn)象會更加嚴(yán)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(xiàn)8核,甚至12核。為了滿足多核CPU系統(tǒng)的均衡發(fā)展,對內(nèi)存容量、I/O帶寬也提出了更高的要求。新系統(tǒng)設(shè)計中巨大內(nèi)存容量成為必需。根據(jù)IBM的測試,一般每個CPU內(nèi)核需要配備2-4GB內(nèi)存才能保證平衡,不然會影響到數(shù)據(jù)存取的速度。IBM目前最新的刀片服務(wù)器如HS22支持12個內(nèi)存DIMM,但未來將增加到18根。另外,過去IBM在高端X86服務(wù)器架構(gòu)方面的技術(shù)eX4只用在機架服務(wù)器x3850M2上,未來的eX5將擴展到刀片中來,使用eX5芯片的內(nèi)存擴展板,每個16根內(nèi)存,這樣,單組刀片最大將可以支持到80個DIMM,實現(xiàn)高達(dá)640GB的內(nèi)存容量。3)多核計算促進網(wǎng)絡(luò)I/O快速發(fā)展
由于多核系統(tǒng)需要更快的I/O,這也將促進網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展。2010-2012年,預(yù)計將從現(xiàn)在的1Gb/10Gb以太網(wǎng)、4Gb/8GbSAN、4XDDRInfiniband發(fā)展到主流化10Gb以太網(wǎng)、8Gb/16GbSAN、4XQDRInfiniband,同時,網(wǎng)絡(luò)、存儲和管理使用分開的基礎(chǔ)架構(gòu),也將得到進一步整合和簡化。
存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)和局域網(wǎng)(LAN)進行整合,實現(xiàn)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(wǎng),支持iSCSI、FCoCEED存儲。
I/O虛擬化和虛擬環(huán)境管理更受關(guān)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(nèi)存技術(shù)的發(fā)展相比,網(wǎng)絡(luò)和I/O虛擬化方面的發(fā)展已經(jīng)略顯滯后,而且如何有效管理大量的物理和虛擬系統(tǒng)也成為一個橫亙在企業(yè)面前的IT難題。
IBM認(rèn)為,I/O虛擬化將會從實驗室走向生產(chǎn)環(huán)境,如現(xiàn)在Open Fabric Manager、基于Blade Center的vNIC技術(shù)都已經(jīng)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(huán)境的管理,簡化虛擬化的部署過程。
固態(tài)硬盤將在2-3年內(nèi)取代硬盤
“功耗只有1W,節(jié)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(tài)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(nèi)在很多服務(wù)器應(yīng)用中如啟動盤/Web服務(wù)器、高性能數(shù)據(jù)庫、電子郵件服務(wù)器等,取代硬盤,在IBM刀片服務(wù)器內(nèi)成為主流配置。同時,閃存將有可能會在以后的服務(wù)器中用來補充主存,以便增加內(nèi)存容量并減少耗電量。
早在5年前,在IBM電信用的刀片服務(wù)器中,就已經(jīng)開始提供固態(tài)硬盤選項,以滿足散熱的需求。但今天的固態(tài)盤已經(jīng)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(shù)可以達(dá)到24X7的可靠性和可用性,無疑將在其刀片產(chǎn)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(qū)動器,也可以將兩個16GB的SATA閃存驅(qū)動器安裝在一個硬盤的空間內(nèi),就像普通的SAS/SATA硬盤一樣工作。
另外,IBM服務(wù)器也對FusionIO(基于閃存的PCIe適配器)提供支持,F(xiàn)usionIO設(shè)備驅(qū)動程序使得操作系統(tǒng)將通過PCIe連接的閃存驅(qū)動器視同一個硬盤,從而可以實現(xiàn)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(wù)器子卡。
存儲區(qū)域網(wǎng)與局域網(wǎng)將雙網(wǎng)合一
在數(shù)據(jù)中心里,LAN和SAN兩種網(wǎng)絡(luò)是互相獨立的,網(wǎng)卡/適配器、線纜、刀箱內(nèi)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(shè)備上,如整合的網(wǎng)卡、整合的交換機,在同一根線纜上也可以跑兩種協(xié)議,線纜數(shù)量、成本和管理復(fù)雜度都會大大降低。
目前,把IP網(wǎng)絡(luò)和FC網(wǎng)絡(luò)合二為一的FCoE技術(shù)成為熱點,它在提供FC網(wǎng)絡(luò)同樣的功能和性能時,擁有更低的系統(tǒng)延遲、更少的功耗和運行成本,且具備標(biāo)準(zhǔn)化等眾多好處。該技術(shù)的應(yīng)用將極大解決數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。前不久,IBM和Qlogic聯(lián)合發(fā)布了業(yè)內(nèi)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(yù)計到2010年下半年以后,IBM刀片服務(wù)器將可以通過CEE交換機直接連接iSCSI/NAS、FCoE、FC等存儲設(shè)備,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將大大簡化。同時,未來以太網(wǎng)將支持40Gb,甚至100Gb。
綠色節(jié)能催生更多先進設(shè)計
冷卻是建設(shè)高密度數(shù)據(jù)中心的重要難題之一。作為一種高密度的產(chǎn)品,功耗與散熱一直是刀片服務(wù)器的設(shè)計重點?,F(xiàn)在IBM刀片服務(wù)器每個模塊的能源效率都經(jīng)過優(yōu)化,這種優(yōu)化仍將繼續(xù),如電源會從現(xiàn)在的80Plus升級到95Plus,進一步提高電源效率,風(fēng)扇將實現(xiàn)更加智能的控制,如引入海拔高度計,可以根據(jù)用戶所有地的空氣密度,來決定風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。因此在高海拔地區(qū),由于空氣稀薄,需要加快風(fēng)扇轉(zhuǎn)速才能保證系統(tǒng)散熱與穩(wěn)定運行,而在低海拔地區(qū),則相反,可以降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來節(jié)約能耗。
在機柜機房散熱層面,當(dāng)機柜散熱超過10KW(相當(dāng)于兩個滿配置的刀片機箱)時,傳統(tǒng)的風(fēng)冷有些力不從心。IBM的RDHx水冷機柜背板通過水循環(huán)把機柜內(nèi)產(chǎn)生的熱量帶到數(shù)據(jù)中心之外,可以冷卻29KW的IT設(shè)備。同時水冷機柜背板解決方案也是一個節(jié)電的方案,和傳統(tǒng)的精密空調(diào)相比,可以節(jié)約高達(dá)50%的能耗。
另外,過去能源之星1.0版本并不包括刀片服務(wù)器系統(tǒng),但2009年底前,美國環(huán)保署(EPA)將通過發(fā)布1.5版本來將刀片服務(wù)器列入計劃。IBM希望希望2010年拿到能源之星的認(rèn)證。
刀片服務(wù)器成為云平臺實現(xiàn)動態(tài)架構(gòu)
刀片服務(wù)器正在成為云計算的基礎(chǔ)硬件平臺。今年6月,IBM宣布了云計算產(chǎn)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(wù)器硬件、虛擬化、自動化管理軟件、服務(wù)等打包在一個機柜里,即CloudinaBox,讓企業(yè)用戶在訂購、構(gòu)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(yīng)變和高利用率的資源池,Cloud Burst只是實現(xiàn)了第一階段。
對于這些趨勢,我們看到了服務(wù)器的變遷改革,我們也期待更好的產(chǎn)品引領(lǐng)這個潮流時代。