窥探Intel企业计算今生后世

“计算是数字世界的基石,计算的智能可以带来体验力、创造力、变革力量……计算就是力量”英特尔中国区总裁杨叙掷地有声地道出掌握计算的重要性。

【图1:Intel中国区总裁杨叙】

2011年,英特尔在企业计算领域进行多方尝试:云计算——云愿景、云构建、开放数据中心联盟三点有序行进;关键业务计算——新一代至强E7处理器光顾;高性能计算——至强E5处理器首次登陆全球高性能计算机500强排行榜榜单。在计算力成为促进经济发展重要推动力的时代,英特尔从芯片厂商转变为计算解决方案提供商。英特尔企业计算的架构模式能否为企业腾飞助力?我们一同探个究竟。

一、聆听云计算三步曲

【欣赏云计算“三步曲”】

云计算,堪称2011线上线下“全城热恋”的流行语。在数据中心需求呈几何式倍数增长的状态中,云计算闯入IT江湖,为IT世界实现高可扩展和高效灵活部署提供实现的可能。市场调查机构HIS强调,消费者及企业市场在云计算方面的支出在未来几年内会出现“飙升”,由2010年230亿美元规模,激增至2015年1100亿美元规模。云计算概念热炒,云计算落地实践却让很多企业望而却步。英特尔不信这个邪,在云计算落地实践方面,使出独特招数。 2010年年底英特尔提出“2015云愿景”,随之倡导建立“开放数据中心联盟”作为云愿景实现的需求根据,搜集“云构建计划”进行云落地的的实施参考方案建构。

1.“2015云愿景”

【图2:英特尔“2015云计算愿景”】

这是英特尔云计算的目标。该愿景中包括三大关键点,互通、自动化和客户端自适应。“互通”指的是在公共云和私有云之间安全地共享数据,数据和服务可以在云计算基础内部以及不同云计算基础实施之间无阻碍移动;“自动化”指在云计算网络中,在不用人为干预情况下自动帮助不同的应用和资源安全运行,降低数据中心能耗,让企业专注于创新而非管理,自动化包括提供服务、资源监测、报告使用情况以及退款和均衡工作负荷;“客户端自适应”是指基于云的应用程序能动态识别和利用终端设备的功能,能自动决定哪种应用、命令和处理应该在云上,抑或在笔记本、智能手机或其他设备上进行。英特尔对云计算的展望要求数据中心和服务提供商能够使云识别设备并进行动态调整,以充分利用客户端设备的特性和功能,实现跨多种设备的安全访问和最佳使用体验。

2.开放数据中心联盟(ODCA)

该字眼猛一看,够专业,以为是科技厂商大联盟。其实不然。开放数据中心联盟,是英特尔倾力打造的一条生态链,在该开放数据中心联盟中,汇聚的都是行业用户,成员包括中国联通、壳牌、宝马、诺基亚、百度、腾讯的IT大腕用户。从2010年年底成立,短短一年时间,成员已经超过300家,他们身后掌握的是超过1000亿美元年度的IT投资。

汇聚到开放数据中心联盟做什么呢?英特尔积聚300多家企业用户来提意见,提需求。换言之,就是关照用户。英特尔在联盟中扮演技术顾问角色,这些企业用户以开放的、合乎行业标准且多供应商的方式,提供下一代数据中心和云计算要求。OK,提出需求,那谁来解决问题,不着急,英特尔还有一步曲,那就是“云构建计划”。

3.云构建计划(Cloud Builders)

根据企业用户提出的需求,英特尔又汇聚另一拨人,当然这一次是IT厂商。思科、EMC、Vmware、华为、微软、Netapp等多达40多家重量级软硬件开发商、解决方案提供商和云计算运营商,齐聚一堂,根据企业用户需求,已经产出了60个参考架构,旨在帮助用户克服部署云计算实践遇到的困难,帮助用户实现云计算平台的简化、高效和安全。

【图3:云构建计划】

英特尔企业计算三步曲的关系如下【图4】:

【图4】

【图4】可看出,三者呈现相辅相成的关系。由“云愿景”出发,英特尔召集企业用户提需求(开放数据中心联盟),反馈给IT厂商进行“云构建计划”,最后再反哺开放数据中心联盟成员。

【评点云计算“三步曲”】

英特尔云计算“三步曲”最大的亮点在开放数据中心联盟。了解企业用户需求才能有的放矢的为企业部署云服务。不同的企业用户IT部门对云计算的需求不一,正如一百个人心

目中有一百个哈姆雷特一样,对云计算的不同理解是促使企业IT部门确定实施云计算方向的关键点,而云计算理解,观点万千。这就要求服务提供商能够提供有差异化的创新服务,赢得企业用户的信任。首先听听用户的需求就显得尤为重要。

作为技术顾问,英特尔就像一个媒人,牵动企业用户和服务提供商之间进行对接,最终实现“云愿景”。“云愿景”的实现不仅需要芯片,还需要创新的软硬件技术,不仅需要底层IaaS的安全、嵌入式通信、设备互联、大数据和业务分析,还需要上层应用和服务支撑。英特尔聪明之处在正确的云投资方向,通过收购或者注资服务提供商,最终将拉动的是英特尔下一代芯片市场走红。在2011年英特尔投资全球峰会上,英特尔投资企业计算和数据中心基础设施部董事总经理Bryan Wolf表示,英特尔投资积极推动开放数据中心和云生态系统的完善。英特尔投资了nirvanix(企业云存储服务)、Joyent(云计算软件和服务)、UNIVA(IT工作流优化)、Uit(企业和云存储解决方案),等等。看来,英特尔云计算“三步曲”可谓让企业用户IT部门顺利实现云计算部署的同时,让服务提供商赢得用户信任,同时也让自己立于不败之地。

俗话说“鱼和熊掌不可兼得”,在英特尔云计算“三步曲”中似乎被颠覆了,英特尔赢得企业用户和服务提供商的双丰收。不过,这只是当前一个乐观的展现,至于2015年云计算愿景能否实现,还要看企业用户和服务提供商之间的信任度维持得如何,英特尔作为中间人,起到和谐两者的作用,最终愿景成败还是由英特尔自身的表现说了算。

二、投入开放的关键业务计算

【背景】

当前,关键业务计算领域面临的行业环境并不乐观。数据量惊人增长,数据量增长带来的将是数据中心的安全保护、关键业务持续运行的保证、功耗管理等技术难度将加大;同时,企业有限的IT预算、IT基础设施不灵活且老化,维护成本高昂以及不在使用低容量专用服务器硬件解决方案所进行的企业软件创新。据Gartner调查,大多数企业80%的费用都是用于维持IT目前的运行现状,成本非常高。

【走进英特尔关键业务计算代表——至强E7】

1.至强E7概况

历史都已尘封,论英雄,还看今朝。2011年,英特尔至强E7处理器横空出世,IA架构的开放姿态摆得更高。关键业务计算领域注入新鲜“血液”。

【图5:至强处理器】

2011年4月6日,英特尔推出32纳米工艺制程的英特尔至强E7处理器家族。至强E7家族处理器分为三大系列:8800(针对八路)、 4800(针对四路)、2800(针对双路),总共18个产品型号,通过扩展最多可支持达256路服务器。至强E7最多可集成10个支持英特尔超线程技术的内核,支持最高2TB的内存,并支持英特尔睿频加速技术、英特尔超线程技术、英特尔虚拟化技术、英特尔智能节能技术。在RAS(可靠性、可用性、可维护性)技术上,至强E7在集成前一代至强7500RAS技术基础上进行提升——机器校验架构恢复(MCA Recovery)、修正的机器校验中断(CMCI)、PCI-E热插拔、双设备数据更正(DDDC)、动态内存迁移,同时,建立了面向诸多高端计算应用,包括商业智能、实时数据分析和虚拟化的全新标准。至强E7处理器还提供高级安全特性,旨在确保数据完成性,保护数据中心的安全,全面维护企业的关键业务。至强E7家族目前已经拥有超过60个系统的广泛支持,性能比上一代至强7500系列提升了40%。

2. 至强E7应用

在年初至强E7发布会上,IBM、戴尔、中科曙光、浪潮等服务器厂商纷纷展出基于E7平台的服务器新产品。

【图6:搭载至强E7的服务器】

2011年12月,在至强E7推出八个月之际,英特尔召开“2011英特尔架构关键业务平台应用论坛”,与各界分享了至强E7家族在行业关键业务中的应用成果。民生银行在其IT环境,包括生产环境、灾备环境、开发测试环境和OA与办公环境中大量采用了基于英特尔至强处理器的服务器产品。“基于英特尔架构的服务器主要优势体现在性能、成本和灵活性三方面,英特尔至强处理器发展速度很快,性能已经强于RISC服务器处理器。”民生银行科技开发部项目主管杨杰先生这样说道。在注重关键业务金融行业系统对至强处理器的需求热度有加之外,制造业领域也不例外。对于制造业来说,在关键业务应用方面,面临的问题主要来自最大限度降低功耗,提升环保程度,追求高效的商业活动应用和操作从而实现大规模的虚拟化环境,最终达到简化关键业务应用管理的成本。宝马集团通过测试,验证英特尔全新至强处理器能够为运行在Oracle数据库之上的SAP关键业务平台提供强有力的支持。宝马集团企业许可证管理部门经理Axel- Knut Bethkenhagen指出:“我们确信通过使用全新的基于英特尔技术的平台,可以超预期完成我们之前在商业表现和功耗有效利用方面设定的目标。”

【开放的英特尔关键业务计算】

在关键业务计算方面,英特尔倡导关键业务普及化,以开放的姿态打造一个生态圈。在X86开放、标准的世界中,英特尔提供CPU、芯片组等平台技术,并不提供整机和操作系

统。在关键业务中,英特尔寻求与服务器厂商、操作系统厂商、数据库、软件厂商等进行多方合作,来满足用户各种需求。

在至强E7发布之后,包括IBM、戴尔、浪潮、联想、宝德在内等全球多家主流系统制造商推出了多达60款基于至强E7的服务器平台,同时,微软、甲骨文、红帽、Vmware等大量企业级软件提供商业纷纷对至强E7平台进行支持。

英特尔公司副总裁,Intel架构事业部数据中心事业部总经理施浩德表示,英特尔从两方面着手来优化企业关键业务应用。一是为可和提供更多选择:最新发布的E7有50多家公司所做的60多种不同的设计,在芯片方面,在操作系统可以选择windows、Linux或者Solaris。客户将不用再被迫锁定到某一个平台、某一个芯片、某一个OEM厂商或者操作系统上;二是英特尔提供软件迁移的架构,可以为客户做软件迁移。

【评点英特尔关键业务计算】

苹果的乔布斯是伟大,他的每一次创新理念都是在提醒我们应该注重用户体验,影响着各行各业。Intel同样很强大,其在每一次的实践中都越发注重用户感受。从2005年11月至强7000处理器拉开英特尔进军关键业务序幕到2011年的至强E7处理器家族三大系列产品,对产品进行细分,这与当今目标市场细化,注重用户差异化的趋势是一致的。通过产品细分,让不同用户选择需要之物。在与其他软硬件厂商的合作中之后,可以给企业客户更大的灵活性和选择广度,让企业客户根据自身IT环境部署运维管理需求选择适合的解决方案,只有适合的才是最好的。

较之高昂成本的RISC封闭架构,英特尔的X86开放模式能够满足用户更多的扩展灵活性和数据量增长的高效运维需求,有效降低TCO。尽管英特尔倡导是一种安全技术环境下的开放,然而,毕竟融入的是整一条生态链,英特尔与众多厂商合作,来为不同的用户提供服务,未来的关键业务计算与云计算融合是发展趋势,用户的安全性保障依然需要英特尔多加关照。

三、洞察奇迹般的高性能计算

在高性能计算领域,奇迹的见证往往不足为奇。从PETAFLOPS(每秒千万亿次浮点运算)到EXAFLOPS(每秒百亿亿次浮点运算),十年之间,计算系统的性能提升数百倍。在高性能计算“奇迹”产出中,英特尔的行动积极。

【高性能计算的奇迹1——至强E5处理器】

2011年11月15日,SC11大会上公布的第38届全球高性能计算机500强排行版中,英特尔至强E5系列处理器首次登上TOP500榜单。至强处理器E5系列是全球首款支持在芯片内集成PCI-E3.0规格的服务器处理器。PCI-E3.0预计可以提供双倍于PCI-E2.0规格的互联带宽,旨在推动拥有更低功耗,更好密度的服务器实现。新的网络控制器将利用PCI- E3.0规格的优势,随着高性能计算系统内部节点的增大,进而实现高效率的性能扩展和数据传输。同时,得益于内置高级矢量扩展指令集,在浮点运算性能测试中,E5比上一代产品高出1.1倍。据英特尔估算,自至强处理器从2001年发布到现在,其性能已经提升了130多倍。

2012年上半年,E5将全面发售。

【高性能计算的奇迹2——集成众核协处理器“Knights Corner”】

在SC11大会上,英特尔公布了首款TFLOPS性能的集成众核架构(MIC)的“Knights Corner”协处理器。“Knights Corner”也是首款用于商用的英特尔集成众核产品,其采用英特尔最新的3-D三栅极22纳米晶体管制程工艺生产,集成超过50个内核。Knights Corner能够为高度并行工作负载的处理任务提供特殊架构设计的高性能,可贵的是可以与现有的X86编程模型及编程工具兼容。具备兼容性,使得才用该处理器时,能够运行现有的应用程序即可,不必将其代码转移到新的编程环境里面。

【高性能计算的奇迹3——平衡计算】

2011年6月,英特尔高性能计算研讨会上,在高性能计算领域中,英特尔倡导“平衡计算”理念。说到高性能计算,惯性思维左右,注重性能无可厚非。很多用户片面地通过每秒多少亿次浮点计算能力或用Linpack值来衡量系统的性能,同时以此来评定产品是否符合自身的需求。英特尔专家们认为,对于高性能计算应用而言,浮点的处理能力非常关键,经常被忽视的I/O与存储也得引起重视。目前,I/O与存储的发展速度较慢,这是高性能计算亟需突破的点。由此,英特尔的“平衡计算”理念出现了。在CPU、I/O、存储之间寻求平衡,并在此基础上,促进系统性能、机房功耗和编程应用之间的平衡。

英特尔的“平衡计算”理念衍生出来另一方面是扭转用户对真实应用工作负载的单纯追求高CPU的误区。2011年,英特尔主要推动用户对真实应用性能的理解,引导用户根据应用去查找需要的架构,让用户认清自身使用的真实应用刚工作负载的特征和性能潜力,对高性能计算硬件平台的需求,并通过软件和系统调优来实现最佳使用应用性能。

【评点英特尔高性能计算】

在CPU上,英特尔的高性能可谓让人见证科技的奇迹。至强处理器E5系列的诞生,标志高性能计算的又一次突飞。E5的发布,未来部署的高性能计算机纷纷投来青睐目光,比如美国国家航空航天局(NASA)的“Pleiades”系统扩展、法国国家大型计算机中心(GENCI)使用的“Curie” 系统,等等。

在高性能计算领域提出“平衡计算”理念是英特尔对高性能计算全面认识的体现。然而,“平衡计算”所涉及不仅仅是英特尔擅长性能提升,还涉及 I/O、存储的优化发展,在应对存储和网络带来的挑战中,英特尔已经在近年来把自己的至强处理器拓展到存储系统领域。然而,整个存储和I/O的发展步伐依然很缓慢,在未来英特尔如何在该方面提出创新观点和研发创新技术,还得期待。

英特尔提出在2018年实现百亿亿级性能,且功耗仅比现有顶级高性能计算系统增加一倍的愿景。要实现这个愿景,功耗问题的考虑、系统稳定性的提升、软件系统设计,等等,是英特尔亟需破冰的技术,寻求与更多高性能计算社区、软件开发商合作仍然英特尔未来有望创造奇迹的有效路径。