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英特尔重塑数据中心:灵活多变时代的选择

DOSERV服务器在线 7月30日原创报道: 英特尔以实际行动告诉我们:一招鲜吃遍天的时代已经过去,现在,是一个灵活且充满变数的时代。

在英特尔推出奔腾Pro之后的几十年中,企业的应用负载并未出现实质性的变化,数据库、ERP、CRM、Web等应用负载长期处于缓慢的发展中,我们并未看到在应用负载方面发生的彻底的变化,企业的IT需求长期处于增速以快速但可控的持续性增长状态,从IT应用模式上来说,变化并不显著。

数据中心的负载正在越来越多样化

另一方面,企业的IT瓶颈长期停留在计算上,由于企业计算资源持续匮乏,企业IT基础设施对计算能力关注度远远超过网络、存储等“周边设备”,甚至在很长一段时间里,企业依赖服务器的内部存储和低速的、来自服务器供应商的存储系统满足企业的数据存储需求。

这也就给了英特尔机会,作为行业内最成功的企业级应用x86处理器,英特尔至强不断的打破计算性能的瓶颈,虽然随着市场需求的发展,逐步细分为英特尔至强E5和至强E7两款处理器家族,但总体来说产品形态单一、功能特色相近,对于英特尔来说,至强E5和E7更像是传统应用的两个不同着眼点:更经济和更可靠,本质上并无明显差别。

但世界总是在变化,十年前我们还在享受并称赞Google为我们所带来的搜索变革,十年后我们已经在关注谁会是Facebook的下一个竞争对手?仅仅在五年前,企业的计算模式、IT基础设施建设模式都尚未出现实质性的变化,企业的CIO还主要是在应对ERP、CRM或是企业OA系统性能的问题,并开始着手使用虚拟化技术提高服务器利用率,而今天,我们已经遇到了前所未有的挑战。

 

英特尔需要更丰富的产品线在覆盖市场

世界变得更加多样化了,对于企业的CIO们来说,他们首先遇到两个行业内主要话题的挑战:如何以云来实现随时随地、灵活高效、按需配置的企业IT资源服务?如何应对多来源数据、大数据量、实时分析的大数据时代?其次,CIO们发现,仅凭服务器性能的提升,数据中心的系统性能无法得到相应的提升,而除了服务器之外,企业的网络、存储都需要更加灵活、高效、易于管理和更低成本的解决方案。

换句话说:企业CIO正在经历由应用变革所导致的数据中心的重塑。

应用负载变化:“性能”需求多样化

“需求的旺盛正在影响数据中心计算的良性循环。”正如英特尔柏安娜所说,影响数据中心的主要原因——应用负载——正处于变化之中,并产生对数据中心需求的良性循环,传统的数据中心计算需求已经只是整个数据中心所需要应对的应用负载中的一小部分,越来越多的企业开始面临移动设备——如智能手机、平板电脑,大规模互联网应用——如Facebook、Google,新的人际互联方式——twitter、微信,新的服务模式——Amazon或是Office 365等带来的不同变化。

一些显见的例子包括迪斯尼乐园中的无线手环和智慧城市中的智能交通违章查询等等功能,这些应用负载:面向移动的、人工智能的、非结构化数据的和实时分析的应用负载在以前只占数据中心应用负载的一小部分,但现在,他们是主流。

于是,数据中心面临的挑战正逐步成为动态、多样化和灵活化的挑战,在以前的岁月里,网络管理员不会被要求在几周甚至几天内提供新的网络服务,但现在移动数据流量每年增长66%,企业需要在短时间内扩展或是调整网络;对存储管理员来说,分配容量变成灵活的、毫无规律可言的工作,而不是从前僵化刻板的初始容量分配,因为每年数据的增长都有可能高达40%而其中九成是非结构化数据。

服务器管理员的挑战同样巨大,首先,他们发现虚拟化已经过渡到桌面虚拟化,他们正在接触一个服务器、桌面、存储和网络全面池化、虚拟化的数据中心;其次,他们发现应用的聚集性效应开始展现,在一开始,他或许可以使用一台英特尔至强E5服务器来解决公司网络云服务门户的接入访问需求,但随着越来越多的用户和应用接入这一门户,英特尔至强E5在静态网页上的成本效益开始下降,他需要更高密度、更低功耗和更适应静态网页的物理架构。

大数据的挑战迫在眉睫,企业对实时分析、高性能内存计算和横向扩展存储的需求逐渐加大;BYOD趋势使得企业不断面对接入的新网络设备,而长达几周的网络配置工作已经难以负荷企业应用与业务的变化;IT成为业务和服务,企业的计算量、存储量越来越大,管理单台服务器等设备越来越困难;企业的安全性挑战日益加剧,CIO被要求使用网络传输加密;能耗挑战愈演愈烈,随着全球平均气温升高,企业的耗电量在攀升。

这就是一个应用负载出现变化的时代,企业需要的“性能”越来越多样化,这其中可能包括传统的处理器性能,也可能包括网络的性能、存储的性能,而除去这些之外,CIO还会需要“灵活配置的性能”或是“网络加密性能”、“能耗降低的性能”等等“性能”表现的不同侧面。

如果英特尔还只是仅仅提供 “一颗至强的心”,它能否同时满足计算、存储、网络,或是加密、超低功耗、高密度、软件定义数据中心的需求?正像我们每个人开始使用两个手机以应付语音通信与网络接入的不同需求一样,英特尔也无法仅靠至强E5和至强E7包打天下。

除了处理器,英特尔在存储、网络、安全、软件上都在做发展工作

英特尔应对“全市场”挑战:应用定义的处理器

在英特尔数据中心媒体日的第一天,英特尔公司高级副总裁兼数据中心及互联系统事业部总经理柏安娜、英特尔公司数据中心及互联系统事业部云计算基础架构事业部总经理Jason Waxman等英特尔高管向与会的媒体介绍了一系列英特尔未来的发展计划,无论是柏安娜不断重复的重塑数据中心和软件定义数据中心,还是Jason Waxman展现的英特尔低功耗产品路线图,都显示出英特尔为出现广泛变化的应用负载,具有针对性的设计生产处理器的决心。

甚至于Jason Waxman还表示,英特尔将为有巨大需求的用户,如为Facebook和eBay这样的客户定制处理器,这在以前是从未有过的。

在低功耗产品方面,英特尔将持续推动两条产品线:英特尔至强E3和英特尔Atom凌动处理器,针对日益增加的对低功耗处理器的需求,英特尔的计划是同时开发两条产品线并差异化Atom凌动处理器家族,以面对不同的低功耗需求。

一方面,明年至强E3和Atom凌动处理器都将过度到14nm制程工艺,这意味着在今年下半年将推出22nm制程工艺Avoton架构的Atom凌动处理器之后,英特尔不到一年时间将更新14nm的Denverton——从2012年起到2014年,英特尔Atom凌动处理器将实现32nm、22nm、14nm的三级跳。

另一方面,除Denverton Atom凌动处理器之外,英特尔还将在2014年推出Broadwell 至强E3处理器,作为单路产品将面向以处理器和图形为中心的工作负载,如在线游戏和媒体转码等等;而值得注意的是,英特尔将不仅在2014年提供Atom凌动处理器的SoC封装形式,英特尔的路线图中,还有一个“Broadwell SoC”,这是一个使用与2014年至强E3处理器相同微架构(Broadwell微架构)的SoC封装形式。

值得注意的是,英特尔下一代(第二代64位SoC)Atom凌动处理器C2000家族将不仅包括Avoton,还有代号为Rangeley的处理器,作为一款面向入门级交换机等网络设备的处理器,Rangeley与Avoton一样基于22nm制程工艺的Silvermont微架构,不同的是后者将包括具有加密算法加速引擎。

Avoton和Rangeley将会是英特尔在2013年下半年推出的主要低功耗SoC产品,其不仅集成了PCIe 2.0控制器、DDR3-1600内存控制器,还包括有2x SATA 3.0、4x SATA 2.0、4x GbE、4x USB 2.0等众多集成控制器,支持高达64GB内存,2-8核设计,更支持VT-x、VT-d、VT-c英特尔企业级虚拟计划技术。

在高性能计算领域,英特尔最近几年收购了包括Cray Fabric IP、Fulcrum、QLogic等公司或其部分知识产权,这显著增加了英特尔在高速互联技术方面的能力,英特尔将把Fabric Controller——来自上述知识产权——整合到英特尔的处理器中,从而让处理器的网络互联带宽达到100Gb/s,这将显著改善系统计算性能、互联效率和能耗

而此举这意味着英特尔处理器继PCIe控制器、内存控制器之后,将系统中的第三个重要的控制器:高速网络控制器,集成到处理器中——我们不禁想问:处理器中到底还能集成多少东西?

英特尔改变游戏规则的计划还远不止这些,就在此次活动现场,开放云公司Rackspace Hosting宣布将部署新的服务器机柜,并在其中系统使用英特尔的整套数据中心技术:英特尔至强处理器、英特尔以太网控制器和英特尔固态硬盘——这些产品未来将构成英特尔的机柜式架构(Rack Scale Architecture,简称RSA)。

在现场,Waxman展示了尚在开发阶段的英特尔机柜式服务器架构的模板:包括3个双路至强模块的机柜式交付的计算节点和30个ATOM计算模块(更像是计算卡?)的高密度机柜式服务器交付节点。

 

基于Avoton的Atom处理器的SoC式模型设计

面向至强平台的产品设计

这两款机柜式服务器交付模型的关键在于三点:1、第二种计算模块将采用PCIe插卡式设计,这意味着很大的灵活度与可扩展性,而ATOM新一代Avoton最大支持64GB的设计,让这个小PCIe PCB板上能够放下足够多的内存;2、无论是至强E3、E5还是Atom处理器,英特尔对已经计划了机柜式交付的方式,这意味着英特尔已经认定机柜式交付会是未来规模化数据中心的主流模式;3、它们都使用英特尔开发的SiPH网络互联。

按照英特尔的规划,一个机柜式交付服务器只需要15条SiPH线缆连接,每个SiPH模块都提供4x25G的连接能力,不过目前每个服务器架顶式交换机(TOR)的带宽相应最大为100G,每个机箱都有一个SiPH硅光互联接口。

 

基于硅光互联技术的SiPH,性能和灵活的都很高

今年4月,英特尔公司CTO贾斯汀(Justin Rattner)在北京举行的英特尔信息技术峰会上通过视频首次公开演示了面向数据中心、速度达100Gbps的全面集成硅光电模块的运行状况。这是全球唯一一个采用混合硅激光器的模块,相信SiPH即是这一研究的成果。英特尔将SiPH引入机柜式交付服务器,很可能意味着一次对高性能互联网络的洗牌,对于Mellanox等数据中心高性能互联解决方案提供商来说,这绝对不是一个好消息。

SiPH的连接线缆

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