解析新至强：从虚拟化扩容到多路新应用

虚拟化作为当前经济环境下改造IT系统，实现提高设备利用率、节省维护成本、简化IT的重要手段，已经过了两年前那个只谈技术手段的时期，转而进入全面部署阶段。大型IT企业早先的部署和整合经历了诸多探索性的尝试，将老应用迁移并部署在某台物理机的不同虚拟机中。然而，在业务不断增多的今天，虚拟机扩容和更多新业务的加入无疑又对已经阶段性完成虚拟化部署和正打算进行虚拟化整合的企业提出了新的挑战。

客户自然是希望以最少的成本，在最短的时间内解决已有虚拟化平台的扩容和新业务增加;进一步说还希望能在未来进一步的整合现有的物理机，形成真正的虚拟资源池，从而可以动态的在其中分配虚拟机资源–实现灵活高效的IT基础设施(也可以称作私有的云计算中心)。

1、 平滑升级满足现有虚拟化扩容需求

自从Nehalem架构至强5500处理器去年推出以来，以高出过去数倍的计算性能(得益于QPI互联、新指令集、HT技术等)和对内存访问速度的飞跃性提升(三通道DDR3内存控制器集成)，就像为虚拟化应用量身定做一般–多数企业或IDC在进行虚拟化整合时采用了基于至强5500的双路机架平台。

从笔者的采访和了解来看，之所以用户喜欢用双路机架服务器来做虚拟化整合主要有以下几个考虑：1、双路机架服务器的计算密度适中，对机房要求相对简单–刀片、四路以上机器等对机房散热，机架供电都有严格的要求。2、从功耗和运维成本上来看，双路机架机器在获得同等虚拟化性能的情况下成本相对要低–单路机器功耗更低，但浪费了机架空间;多路机器则功耗太高，且由于1等原因，一般企业不考虑。3、双路机架做虚拟化的好处还在于其内存容量与计算性能间不会出现瓶颈–多路固然计算力强，可以部署更多虚拟机，但虚拟机另一方面还需要大内存却是很难得到平衡的 (这方面内容我们会在下一节讲到)。

因此，至强5500平台的双路机架服务器几乎霸占了绝大多数用户的虚拟化解决方案。随着经济的复苏，如今多数当初作出了用虚拟化节约IT成本进行整合的企业都已经完成了其虚拟化迁移转型。但如前所述的新问题接踵而至–业务在复苏，原先划分的虚拟机需要扩容。

在某次采访中，用户表示其用户数据再今年迅速激增，对其运行在虚拟机上的数据库造成了巨大的压力–也就是说，其虚拟机规模并不变(不需要扩容虚拟机存储空间和内存，当初划分的足够使用)，但数据库规模变大之后，同一时间访问数据库的用户激增，对数据库的运算造成巨大压力。如果在传统的物理机中，这时候管理员往往采用两种办法：1、升级服务器(意味着更多成本);2、切分数据库，迁移一部分到新的服务器中，缓解压力。

而这家用户也表示可以关闭这台物理机上的另几个虚拟机，腾出计算资源来解决数据库符合问题，但其他应用界面临着迁移等问题，无疑又是一笔成本。然而，在他们苦恼于这一问题时，英特尔适时推出了至强5600系列处理器，其整数性能提升了35%以上，浮点性能也提升31.1%(浮点性能对于虚拟机和数据库应用都很关键，点击见评测文章)。最关键的是，采用32nm新工艺的至强5600处理器虽然内核提升到6 个，但其接口却与至强5500保持一致。

也就是说，至强5600可以直接替换至强5500应用在现有服务器中(需要升级对应BIOS)–这对于类似上述用户这样需要对虚拟机计算量进行扩充的公司来说是不二之选。不用更换服务器的情况下，只通过升级处理器就能获得30%以上计算性能的提升(或同样计算性能情况下，30%的能耗节省)，是至强5600最具竞争力的特性之一。对于目前很多面临虚拟机扩容和有限成本、有限机架空间中需要升级计算性能的用户来说，至强5600带来了近乎完美的解决方案。

那么，对于那些在虚拟机扩容和虚拟化整合中对计算性能和内存容量都有大幅度需求的用户来说，该如何选择处理器呢?

2、 超大内存支持为更多业务虚拟化提供平台

事实上，有两类主要用户会提出巨大计算能力+巨大内存的虚拟化整合需求–关键业务的虚拟化整合与拥有很多客户的大型IDC运营商。下面笔者先简要解释下为什么这两类应用需要巨大计算力和海量内存来支持虚拟化整合。

首先，关键业务一直都被认为不适合运行在虚拟化环境–不可中断，迁移困难，安全可靠问题等是困扰关键业务进入虚拟化领域的老生常谈。但巨大计算力+海量内存将解决这一问题–与以往将关键应用放在单一服务器中相比(单一架构，单一机房，甚至单一机房中，甚至连网络都与常规网络隔绝，只为杜绝可能的安全性问题和干扰)，现有的一些解决方案已经出现了物理机+虚拟机的关键应用灾备方案–比之物理机+物理机来说在系统利用率和节能上作出了巨大的进步。

那么，关键业务的灾备从以往1:1的物理机灾备(有的是1:2)，变成1:N的虚拟机灾备方案，即几个运行着不同关键业务的物理机，其灾备机对应着一台物理机中的几个虚拟机。这就对虚拟机的性能、可靠性提出了需求–我们稍后再看。

另一个是大型的IDC运营商。互联网发展迅速，每天都能在各类网站的横栏上看到服务器租用(同等性能机器租用等)广告。运营商的服务器急需虚拟化以实现服务器资源的最大利用(其业务决定)。但是运营商的另一个问题在于，其机房维护成本非常高昂(电费、机房、带宽、人力成本等是运营商主要成本)。那么一个计算性能高、内存容量尽可能大的物理机，在做虚拟化时就非常有优势–同等机房空间和电费情况下，运营商可以在这台机器上尽可能多的划分虚拟机给不同用户(用户的需求各有区别，有的租用计算性能多，有的需要大内存)。

由以上分析，我们看到了同样的用户需求–超级计算力+海量内存支持。英特尔今年3月推出的至强7500恰好是目前最强大的x86处理器–凭借8 核心16线程、高达24MB的三级缓存和HT、睿频等技术将其计算能力推上了顶峰(详见评测文章)。另一方面，至强7500具有的四条QPI和八通道 DDR3内存控制器(很多人以为Nehalem-EX最多只支持4个内存通道，请点击查看本文)，则是我们这里要强调的重点。

四条QPI互联通道的作用在四路及四路以上系统中可以充分得到发挥–它让每个处理器内核之间可以直接通讯;而四通道DDR3内存控制器则保证了系统I/O带宽–至强7500中特意多增加的内存控制器则让其可以控制16条内存(容量可以达到惊人的256GB)。

这些特性对于前面所说需要超强计算能力+海量内存的用户来说相当于雪中送炭–而厂商也针对"神器"般的至强7500推出了各具特色的服务器：如 IBM的X5架构服务器(极大的发挥了至强7500的性能，相关用户采访请点这里)，再如DELL独具特色的R810系列服务器，可以通过Flex Memory技术让单颗至强7500使用另一空插槽CPU对应的八根内存插槽(从而达到使用16根内存槽的目的)。

此外，对于某些在虚拟化过程中需要大容量内存支持，对计算能力并不是有很大需求的用户，与至强7500同一架构的至强6500则以较少内核的形式在帮助用户减少功耗和投入成本的同时，保持16条内存支持的强大优势。可以看出，不论是至强5600针对传统虚拟化双路机架服务器的平滑升级，还是至强 7500面向多路服务器虚拟化所具有的独特优势，都可以为目前不同用户在虚拟化过程中面对的问题提供有力的解决方案。

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