IBM刀片服务器高峰论坛专题报道

【2009 IBM刀片服务器高峰论坛专题报道】回顾历史,机架服务器从诞生到大规模取代塔式服务器花了30年,而作为一种新的产品形态,刀片服务器问世才短短7年,但已在全球市场取得了近14%的份额。
    9月11日,2009 IBM刀片服务器高峰论坛在杭州举行。IBM大中华区系统科技研发中心产品研发总监李启运介绍了IBM BladeCenter系列刀片服务器的产品线布局,并重点分析了未来两三年内IBM刀片服务器的产品技术发展趋势,IT168服务器频道将其内容归纳整理为以下8点:
 
 
1) 刀片服务器的多样性与统一化
    没有哪一种刀片可以满足所有需求。为此,IBM拥有业界最广泛的刀片产品,包括为满足客户特定需求而设计的一系列刀片服务器机箱,包括面向中小企业和分布式环境的BladeCenter S(7U6片),实现高能效与高密度相平衡的企业级平台BladeCenter E(9U14片),超高密度的企业级产品BladeCenter H(7U14片),坚固耐用并符合NEBS电信行业标准、适合VoIP/IPTV和IMS等应用的BladeCenter T(8U8片),以及坚固耐用并为高性能和下一代网络(NGN)等应用而优化的BladeCenter HT(12U12片)。
 
    这些刀箱具有良好的多样性,可以兼容的计算刀片包括HS(英特尔至强平台)、LS(AMD皓龙平台)、JS(IBM POWER平台)、QS(Cell宽带引擎)等几大不同系列。为了保护用户的投资,IBM在2014年前保证稳定的刀片架构平台设计不改变或更换。
    显然,多样化的硬件更加需要统一的管理,这样才能使用户不必去重新学习,为此,IBM采用了一套通用的符合行业标准的交换机和 I/O 架构,使用统一的管理软件和接口,如IMM集成管理模块、UEFI、Toolscenter统一管理工具包、AMM集成管理模块、Directror跨平台统一硬件管理、Tivloli等
2) 未来的刀片服务器需要更大内存
    在一个向上扩展的多核系统中,数据存取的层次是CPU、缓存、内存、硬盘,越往外层,IO越慢,因此,随着CPU的核心数量越多,CPU喂不饱的现象会更加严重,I/O因此成为多核计算之路上最重要的因素。
 
    目前主要是4核心CPU,但未来两年,还会出现8核,甚至12核。为了满足多核CPU系统的均衡发展,对内存容量、I/O带宽也提出了更高的要求。新系统设计中巨大内存容量成为必需。根据IBM的测试,一般每个CPU内核需要配备2-4GB内存才能保证平衡,不然会影响到数据存取的速度。IBM目前最新的刀片服务器如HS22支持12个内存DIMM,但未来将增加到18根。
 
    另外,过去IBM在高端X86服务器架构方面的技术eX4只用在机架服务器x3850 M2上,未来的eX5将扩展到刀片中来,使用eX5芯片的内存扩展板,每个16根内存,这样,单组刀片最大将可以支持到80个DIMM,实现高达640GB的内存容量。
3) 多核计算促进网络I/O快速发展
    由于多核系统需要更快的I/O,这也将促进网络的快速发展。2010-2012年,预计将从现在的1Gb/10Gb以太网、4Gb/8Gb SAN、4X DDR Infiniband发展到主流化10Gb以太网、8Gb/16Gb SAN、4X QDR Infiniband,同时,网络、存储和管理使用分开的基础架构,也将得到进一步整合和简化。
    存储区域网(SAN)和局域网(LAN)进行整合,实现更快I/O速度,I/O地址虚拟化,2009年以后会有10Gb的整合增强的以太网,支持iSCSI、FCoCEED存储。
4) I/O虚拟化和虚拟环境管理更受关注
    随着多核计算能力的不断加强,为了提供硬件资源的利用率,虚拟化会更加普及和广泛。但与处理器和内存技术的发展相比,网络和I/O虚拟化方面的发展已经略显滞后,而且如何有效管理大量的物理和虚拟系统也成为一个横亘在企业面前的IT难题。
 
    IBM认为,I/O虚拟化将会从实验室走向生产环境,如现在Open Fabric Manager、基于BladeCenter的vNIC技术都已经在I/O虚拟化方面取得重要进展。另外,在硬件虚拟化之后,还要有完整的管理软件,因此,IBM的重点将会放在软件管理平台上面,以加强对物理和虚拟环境的管理,简化虚拟化的部署过程。
 
5) 固态硬盘将在2-3年内取代硬盘
    “功耗只有1W,节能90%,性能高100倍,容量每9个月翻一番,价格每年下降50%,“这些因素将促使固态硬盘(以及基于闪存的PCI适配器,如Fusion-IO)有望在未来2-3年内在很多服务器应用中如启动盘/Web服务器、高性能数据库、电子邮件服务器等,取代硬盘,在IBM刀片服务器内成为主流配置。同时,闪存将有可能会在以后的服务器中用来补充主存,以便增加内存容量并减少耗电量。
    早在5年前,在IBM电信用的刀片服务器中,就已经开始提供固态硬盘选项,以满足散热的需求。但今天的固态盘已经更加廉价普及,而且更加坚固耐用,如通过写操作的Wear-Leveling技术可以达到24X7的可靠性和可用性,无疑将在其刀片产品线上获得更大的生存空间。如目前HS21XM中,既可以支持4GB模块化闪存驱动器,也可以将两个16GB的SATA闪存驱动器安装在一个硬盘的空间内,就像普通的SAS/SATA硬盘一样工作。
 
    另外,IBM服务器也对FusionIO(基于闪存的PCIe适配器)提供支持,FusionIO设备驱动程序使得操作系统将通过PCIe连接的闪存驱动器视同一个硬盘,从而可以实现80GB、160GB、320GB甚至更高的容量,一个PCI扩展板可以安装两个适配器,这两个适配器可以通过软件做成镜像。将来IBM还可能会提供定制的FusionIO刀片服务器子卡。
6) 存储区域网与局域网将双网合一
    在数据中心里,LAN和SAN两种网络是互相独立的,网卡/适配器、线缆、刀箱内置交换机、机柜上机架式交换机等都需要两套不同的东西。如果将LAN和SAN进行整合,意味着可以合并在同一个设备上,如整合的网卡、整合的交换机,在同一根线缆上也可以跑两种协议,线缆数量、成本和管理复杂度都会大大降低。
    目前,把IP网络和FC网络合二为一的FCoE技术成为热点,它在提供FC网络同样的功能和性能时,拥有更低的系统延迟、更少的功耗和运行成本,且具备标准化等众多好处。该技术的应用将极大解决数据中心的网络瓶颈问题。前不久,IBM和Qlogic联合发布了业内第一个基于BladeCenter的FCoE解决方案,利用支持CEE的10GbE替代了GbE和FC交换机。
 
    预计到2010年下半年以后,IBM刀片服务器将可以通过CEE交换机直接连接iSCSI/NAS、FCoE、FC等存储设备,网络结构将大大简化。同时,未来以太网将支持40Gb,甚至100Gb。
 
7) 绿色节能催生更多先进设计
    冷却是建设高密度数据中心的重要难题之一。作为一种高密度的产品,功耗与散热一直是刀片服务器的设计重点。现在IBM刀片服务器每个模块的能源效率都经过优化,这种优化仍将继续,如电源会从现在的80Plus升级到95Plus,进一步提高电源效率,风扇将实现更加智能的控制,如引入海拔高度计,可以根据用户所有地的空气密度,来决定风扇的转速。因此在高海拔地区,由于空气稀薄,需要加快风扇转速才能保证系统散热与稳定运行,而在低海拔地区,则相反,可以降低风扇转速来节约能耗。
    在机柜机房散热层面,当机柜散热超过10KW(相当于两个满配置的刀片机箱)时,传统的风冷有些力不从心。IBM的RDHx水冷机柜背板通过水循环把机柜内产生的热量带到数据中心之外,可以冷却29KW的IT设备。同时水冷机柜背板解决方案也是一个节电的方案,和传统的精密空调相比,可以节约高达50%的能耗。
 
    另外,过去能源之星1.0版本并不包括刀片服务器系统,但2009年底前,美国环保署(EPA)将通过发布1.5版本来将刀片服务器列入计划。IBM希望希望2010年拿到能源之星的认证。
8) 刀片服务器成为云平台 实现动态架构
    刀片服务器正在成为云计算的基础硬件平台。今年6月,IBM宣布了云计算产品的一个新家族——IBM CloudBurst,这个平台由System x和刀片中心组成,通过将服务器硬件、虚拟化、自动化管理软件、服务等打包在一个机柜里,即Cloud in a Box,让企业用户在订购、构建、管理和升级私有云时更加轻松、简便。
 
    未来的计算平台需要简化部署和管理,可以对CPU、I/O等资源进行组合,形成随需应变和高利用率的资源池,CloudBurst只是实现了第一阶段。