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下一代UNIX技術趨勢分析 |
| 發布時間: 2012/9/16 0:34:46 |
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以下為本次2009 IBM 動態架構新動力論壇上IBM系統與科技部大中華區Power Systems資深架構師 李永輝所發表的演講： 各位尊敬的客戶大家早上好！謝謝大家光臨動態架構新動力論壇。這個論壇可以說是我們一系列活動的延續，今天到來的都是UNIX服務器的客戶，今天很高興和大家分享一下下一代UNIX技術趨勢的分析。 今天我們帶來的主題是，到底UNIX服務器是怎樣的一個平臺，為什么適合各位的業務。未來的發展我們希望在POWER7產品發布之前看一下應該有的特性。首先回顧一下，UNIX為什么會出現，屬于一個什么樣的平臺，是怎樣的市場定位。 UNIX是我們一個市場里不是最大也不是最小的系統，很多客戶一開始采用IT架構最先進入的都是采用x86的平臺。x86平臺特色主要是跑Windows的環境或者Linux的環境，IBM可以支撐提供非常好的從刀片到高端的服務器都可以提供。同時好處在于入門價格比較低，所以很多客戶剛剛采用IT設備的時候會采用x86的架構或者AMD的架構，主要應用在微軟的軟件或者入門級的應用。最頂尖用戶一般會采用IBM的主機，可以支持zOS和zLinux的操作環境，是業內拿到標桿最高的安全性和可靠性的標準，業務的所以可以做得這么好，可以支持上萬個并發用戶的原因，是擴展能力做的非常好。從一臺機器到多臺機器并行運作都能支持，還可以并發的非常好。一般的客戶采用主機System z的平臺主要在最關鍵的業務和最核心的業務，比如說核心銀行的應用。到底我們Power或者UNIX服務器的定位大家怎樣看待呢？ 對于客戶來講，UNIX可以說是集兩家的大成，有我們高端主機的可靠性、穩定性、擴展性，也有x86、AMD這樣入門級的服務器，適合從低端到高端，特別是在中國增長市場非常迅速的環境，UNIX服務器有一個非常好的市場定位，適合我們的客戶需求。比如，你們跑核心數據庫應用，核心企業資源管理的應用，做數據的分析，等等，UNIX服務器都是非常適合的一個平臺。UNIX的優勢有幾點，剛才大家也講過了，它的擴展性、可靠性達到主機級別，是比較接近主機級別的平臺。同時我們也可以擴展的非常迅速，入門價格比較低。 先看中國整個服務器的市場，2008年全年服務器市場大概32億美金，這是整個中國地區服務器市場的規模大小。而在32億美金的市場里，UNIX服務器就占了其中42.8%的份額，這一個UNIX服務器平臺是中國服務器市場里其中一個非常重要的一個平臺。微觀看進去，這42.8%的市場份額中，到底各個廠家的分配是怎樣的呢？圖中總結了各個廠家在2007-2008年的表現，線越長越好，這個圖中可以看到，IBM在UNIX服務器市場占的比例是非常高的，去年達到47.1個百分點的市場份額。2008年相對2007年有一個非常大的增長。我們的友商各有增長，但是相對來講比IBM市場份額起碼差17個百分點。市場是這樣的狀況，從剛才的介紹可以理解到，UNIX對中國來講是非常重要的服務器平臺。同時在這個平臺里IBM的Power Systems在整個市場份額中的份額也非常高。 不同顏色的線代表不同階段的產品，深色的代表POWER5的市場份額，淺紅色代表POWER6的市場份額，因為2009年的數據還沒有發布，我們只能先用去年的數據分享。看到其他的友商比如HP、安騰，這兩個是主要的服務器市場，有三種顏色的表達，最棕色代表N系列的產品，是采用OEM富士通的產品，同時綠色代表T系列的產品，是低端的產品。紫色部分代表SPARC64的產品，是他們自己研發的。 最近有機會去了IBM奧斯汀的總部，親眼看到IBM在新產品發布整整一年以上，整個產品線已經在實驗室跑起來了，不止一臺，有兩三百臺服務器已經為我們的客戶進行各式各樣的測試，確保我們的產品推出市場的時候確實沒有問題的，而且支持客戶非常好，很順滑的遷移。如果我們承諾那個產品支持幾百個I/O吞吐量的話，我們真的會把幾個把I/O吞吐量放在里面跑。看這個新聞我會有點迷惑，為什么一款產品從宣傳推出市場到現在整整兩年時間還沒有推出來，IBM在 沒有發布產品前一年，我們一整套產品線都在實驗室跑起來了，從這個角度來看，我們感覺對他們的產品延續性有點問號。 UNIX產品線核心，UNIX小型機是屬于主機跟x86之間的產品，核心技術最重要就是芯片技術。IBM有幸有非常強大的實力在背后，每年有超過10億美金的研發，所以我們的產品可以不停的延續發展。從2004年發布到2007年發布POWER6，2010年發布POWER7，我們會給客戶一個非常順滑的大道，可以幫助你們實現IT的夢想。 整個UNIX市場發展的狀況，IBM給了我們客戶非常順滑不用擔心的前途。說到UNIX下一代的發展，不得不提是多核的發展，其中在芯片的角度來看，今天可能聽到比較多的是雙核，或者有些廠家有四個核，下一代的UNIX可以看到，各個廠家都是朝多核的發展路線來發展。最傳統的服務器這里有一個小方格，方格的大小表達了機器本身的芯片性能，方格越大代表性能越來高度。傳統的機器有四個方格，代表四路的機器，判斷這個廠家好還是不好，主要看主頻有多高，緩存有多少，I/O吞吐量有多少，通過這些可以看到機器本身的性能。隨著多核的發展，有一些廠家在多核芯片誕生以后，可以在一個CPU插槽里可以放雙核，將來可能有8核、16核產品推出。當核數越多，實際上在同一個芯片里我們要給每一個內核空間就越少，怎樣可以騰出一些空間放更多的核，很多廠家要犧牲緩存，把緩存拿走，把內核簡化、性能減少，在同一個芯片里放很多的芯片也會出現另外一個問題，就是I/O吞吐量不夠，芯片的大小有限，兩平方公分左右，在兩平方公分里怎樣放很多的連接點很不可能，這樣I/O吞吐量被逼要犧牲。從芯片的發展來看，一臺機器可以是四路的，有一些廠家的發展是希望在同樣大小的芯片里劃分出幾個內核，看上去一臺機器十幾個內核，一個芯片十幾個內核，在同一個大小芯片里要切割更多的內核這個不是技術難題，因為原因是所有的設計已經在位，只是怎樣把空間連接起來而已。但是一般來講，要切割更多的內核一定會犧牲它的緩存，一定會犧牲它的I/O吞吐量，這個前提下CPU性能看上去可能很好，但是實際上操作性有限，這種架構只能擴展到中端級別的產品。反觀一些廠商，特別是UNIX的廠商，他們會傾向于采用在同樣一個芯片里，我的擴展性要增加，情愿要多幾個芯片來實現擴展能力，不是在一個大小芯片里切割更多的內核，這種狀況下，我們可以保障每一個內核它的單線程的能力達到最高，同時擴展能力做到很好。今天來講，一般的高端產品比如說IBM Power，SUN的SPARC系列和惠普的安騰系列，不但要確保整臺機器性能很高，還要確保它的單線程性能做得非常優秀，因為單線程的性能對客戶來講有什么好處，客戶的業務有很多時候需要跑批處理，很多時候要裝批處理軟件，這是都是針對一個線程來跑，在一個線程里跟蹤用戶操作，你會發現這些應用本身就是單線程的應用，多內核對應用沒有好處。如果把批處理，你的連接跑快一點，要挑主頻更高的性能。這個特色是主頻比較高，跟多核的芯片來講主頻比較高，緩存不會有三級的緩存，I/O吞吐量也會比較好。 今天的是這樣的，未來UNIX的發展會怎樣呢？當一個廠家有一個多核的，有一個廠家是多芯片的策略以后，在未來UNIX的發展還可能會出現一種超級高端的服務器，整合了剛才講的兩個好處，又有非常好的吞吐量，單線程的性能，同時間在同一個芯片里因為技術的進步，因為芯片可以從65納米到45納米、35納米，同樣大小的空間可以把容量提高1-4倍的范圍，這個前提下可以實現多核的技術。同時也不用犧牲吞吐量。 服務器另外一個發展方向就是擴展性，性能是UNIX非常重要的一個指標，要不然為什么不買x86服務器，UNIX的好處是擴展性可以達到幾十個CPU到上百個CPU的級別，一般的平臺是沒有的。擴展能力還會持續是UNIX非常重要的指標。這個圖中把各個廠家UNIX最普遍采用的TPC-C數據庫基準測試指標做對比，羅列了頭15名的廠家，不同顏色代表不同的廠家，現在排第一名的是SUN、甲骨文共同公布的？TPC-C值，各個主流廠家都有TPC-C值的發布。主要想證明甲骨文加上SUN可以達到第一名的性能，這個角度是實現了，細看一下實現的方法怎樣，是用了12臺32路的機器實現了32萬筆的交易。IBM是第二名，POWER6單臺服務器，只用了一臺機器64個，第一名用了12臺機器，每臺32路，它是采用了384個內核實現了結果，拿這個結果來講，在TPC-C來講，頭15名都是UNIX服務器，各個客戶需要一個非常高的擴展能力，非常高性能的話，UNIX是固然的選擇。另外一個角度看，現在性能是實現了700多萬次，拿了384個CPU內核，軟件的費用很貴，單核的性能并不是特別好。用多6倍處理器的內核才能實現多20%性能的提升，IBM是用了64個內核來實現了600萬筆的交易，把那個性能除以內核的數量可以看到這張圖，剛才這兩張圖是一樣的，這個圖是總體的性能，而這個圖是單核的性能，單核性能第一名現在排名最低，因為核數很多，實現的單核性能并不理想。反觀IBM淺紅色的產品POWER6的產品維持了友商的2-3倍以上。我們下一代的產品可以持續保證單核性能的領先性，下一代的產品不會比POWER6差，同一時間內核數量也會更多。 從這個角度可以看到，POWER在單核和擴展能力來講都是非常大的領先性。 虛擬化的發展，當我們看到下一代的服務器會有一種超級高端的服務器出現，上幾百個內核出現，人家會問我的服務器會不會在一臺機器上用上幾百個內核，要用好我們會看到虛擬化的重要性在未來為什么重要，各個廠家針對虛擬化的發展也是非常重要的發展。虛擬化的發展從技術角度來看只有三種選擇，第一種，純硬件的分區方式，在一臺物理機器里，總線里進行切割，一個CPU給一個分區，另外一個CPU主板給一個分區。因為一個主辦里面有CPU有內存，如果要是加CPU不行，還要加另外一塊主板的CPU內存，今天的芯片是多核的芯片，一切割一塊板不只是一兩個CPU，可能是幾十個CPU過去，這種硬件分區的技術我們看到在市場發展實際上有很大的局限，而且用過會發現，硬件分區本身是用很底層的分區控制的，基本上是很容易出錯，要超出底層來發揮。另一種也是主流的技術，采用固件層實現分區技術。在硬件上放一層固件，通過固件的時差、時分實現各種分區資源的劃分。這跟IBM的主機、IBM Power都是采用固件層，所以性能響應時間特別好。新一代的虛擬化技術，好象VMWARE，還有RedHat的芯片，都是采用固件層的方式，只不過人家采用的是軟件的方式來實現，IBM采用硬件的方式來實現固件層。這種方式的好處在于靈活性和、功能性比任何方式都強。 還有一種是純軟件的，你的分區在一個寄居平臺上，通過軟件進行很多個分區，局限因為底層是操作軟件，操作軟件定期打補丁或者有問題，所有的分區就一下子毀掉、受損。所以一定的好處主要針對客戶要做應用操作系統層的集中，應用集中的方式可以采用純軟件的，但是主流來講，我們看到是固件層，固件層的分區技術，長遠來說硬件分區的技術會慢慢從市場里淡化。 當我們講到虛擬化技術以后，當很多客戶已經開始采用虛擬化，相信接下來我們的客戶也會提到他們在各行各業采用的虛擬化技術。IDC也做了一個調研，虛擬化會帶來一些人們沒有想想過的問題。當我們做很多虛擬化的時候，在2006年-2007年同時做同樣一個問卷調研，發現很多客戶打圈的部分，虛擬化實現了，原來認為很復雜，公司內部很難去學，那些問題都解決了。但是出現了一個問題，發現管理工具有限，管理工具現在發現有很大的問題，你看到2007年比2006年淺藍色比深藍色高了很多，更多的客戶認為管理虛擬化的平臺出現問題。怎樣辦呢？我們看一下今天如果客戶有惠普的機器在數據中心，管理它的分區技術需要三種管理工具來處理，是三種不同的平臺。SUN也有幾種不同的管理方式。IBM的軟件虛擬化管理只需要一個平臺，就是IBM的硬件工作平臺，將來會慢慢整合在IBM動態管理平臺上實現，IBM看到市場的需求，我們還發展了一個新的產品，VMControl，通過一個平臺的管理跨多個平臺的環境。 可靠性的發展也是非常重要的。講到可靠性的時候很多人理解就是簡單的一臺機器，我們怎樣在硬件層做很多冗余性，做很多在線的熱插拔和在線的更換維修，IBM都可以做到。還可以加進很多市場里獨一無二的產品，我們有兩套時鐘，有兩套固件，還有CPU指令從事等等功能。除此以外IBM還滿足我們的機器跟IBM主機已經達到同樣檔次的硬件可靠性。因為主機是業界最領先的，同時我們還不停的改進我們的軟件、操作系統，在所有操作系統來講，我們的操作系統穩定性是所有廠家中最高的，平均每年的故障時間最低，少于1個小時，是調研了全球幾百個客戶的時間結果。 分區越來越的時候也看到，分區要采用在一臺機器里會發生很多分區，怎樣保證每個分區的可用性，將來升級的時候怎樣不影響業務，這也變成慢慢的熱門話題，因為很多客戶的業務已經是7×24的。分區來講IBM是第一個廠家在小型機里面可以做到，不停機的情況下，把分區遷移到另外一臺物理機器里，實現跨物理機器的分區遷移。IBM是第一個廠家，今天采購了一個POWER6的產品，我們可以給你遷移到POWER7的產品，整個遷移和升級過程是不需要停機的，業務是不需要停止的，原因是我們可以在今天的POWER6 服務器采用了Systems Director，買了一個POWER6的595，只要換一個CPU，就變成一臺POWER7的機器。第二，在遷移過程里可以把分區在線遷移到另外一個物理機器，分組以后再遷移回來，整個過程可以不停業務，現在有方法可以做到，這是業內第一次有廠家敢這樣說。 如果單機的可靠性還保持懷疑的話，還有PowerHA的軟件可以提供遠程布備，實現服務器自動結管，地區級別的災難備份方案。 綠色節能也很重要，講綠色節能的時候一定要知道數據中心實際耗電是什么，很多時候數據中心都是按標牌功耗做規劃，標牌功耗是說最極端的狀況下能耗是什么，實際的能耗卻講不出來。IBM Power在POWER6的產品我們已經提供的功能是，在線實時的收集每一臺機器實際的能耗是多少，除了監控以外還可以幫你控制那個機器本身的能耗，如果機房的能耗有限，我可以劃一個上限，不讓機器超越那個限額。包括我們給你提供一個降頻限電，調節主頻的功能。下一代功能可以做到每一個內核可以做到不一樣的速度，要快的可以跑快一點，要慢的可以跑慢一點，實現整個CPU沒有超過能耗的需求。Power比上一代節省能耗35%-50%以上。除了芯片還有固態盤，IBM Power系統全線會支持固態盤，會更省電，還可以提升性能。還有新一代的直流電模塊可以選擇。 空調方面還有一個可以選擇，水冷或者機冷，CPU的機器內部也可以采用水冷的方式帶走，把機器放出來的85%的熱能通過水管帶走的。 除了剛才講了各式各樣的發展一樣，更重要的是告訴我們產品未來的發展路線怎樣。大概AIX未來發展的一些計劃，今天是2009年，可以看到IBM的計劃在十年以后都有新版本的AIX推出，代表十年以后IBM如果你們今天是Power的客戶，十年以后今天的應用也可以用在將來的平臺上。給你們一個非常好的保障。 我最近留意到市場里也有別的廠家做了一個明年的預測，在IT行業我要做十大技術投入戰略。Gartner做了十大戰略的技術預測，包括云計算、分析的方法，客戶采用了IBM的小型機或者實現了企業資源管理以后，你們的業務已經收集了很多非常關鍵的數據，你們的行業數據已經在你們公司內部存在了，下一步的問題怎樣更有智慧的分析這些數據，找到幫助你們業務擴展的新模式，先進的分析方法也是重要的發展。剛才講到綠色IT，這里面十個題目我挑了一些跟服務器有關的題目，比如說云計算、先進分析、綠色IT、數據中心重塑、安全活動監測、閃存及可用性虛擬化等等。大家作為IT的主管，你們的數據中心有沒有考慮到策略性的技術實施在你們的機房，如果沒有的話，IBM的Power Systems可以提供非常完整的解決方案，把所有服務器里面需要涉及的戰略技術都可以涵蓋。 希望通過今天簡單的報告給你們了解到整個UNIX服務器市場是一個非常關鍵的市場，在中國來講是特別適合中國業務增長快，客戶高增長的平臺，占市場份額42.8%，是中國服務器一個主流的平臺之一。同時，我們的UNIX服務器未來會提供更豐富的虛擬化，更多功能適合數據中心的整合。在可靠性方面，UNIX會持續不停的增強，綠色節能也會不停的改進，提供實時的監控。總的而言，IBM Power Systems服務器和AIX操作系統是策略平臺，是市場的領先者，我們還會不停的發展，給一個非常好的發展路線給客戶，幫助客戶得到適當的投資保護 本文出自：億恩科技【m.627783.com】 |
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