下一代UNIX技术趋势分析

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  以下为本次2009 IBM 动态架构新动力论坛上IBM系统与科技部大中华区Power Systems资深架构师 李永辉所发表的演讲:

各位尊敬的客户大家早上好!谢谢大家光临动态架构新动力论坛。这个论坛可以说是我们一系列活动的延续,今天到来的都是UNIX服务器的客户,今天很高兴和大家分享一下下一代UNIX技术趋势的分析。

今天我们带来的主题是,到底UNIX服务器是怎样的一个平台,为什么适合各位的业务。未来的发展我们希望在POWER7产品发布之前看一下应该有的特性。首先回顾一下,UNIX为什么会出现,属于一个什么样的平台,是怎样的市场定位。

UNIX是我们一个市场里不是最大也不是最小的系统,很多客户一开始采用IT架构最先进入的都是采用x86的平台。x86平台特色主要是跑Windows的环境或者Linux的环境,IBM可以支撑提供非常好的从刀片到高端的服务器都可以提供。同时好处在于入门价格比较低,所以很多客户刚刚采用IT设备的时候会采用x86的架构或者AMD的架构,主要应用在微软的软件或者入门级的应用。最顶尖用户一般会采用IBM的主机,可以支持zOS和zLinux的操作环境,是业内拿到标杆最高的安全性和可靠性的标准,业务的所以可以做得这么好,可以支持上万个并发用户的原因,是扩展能力做的非常好。从一台机器到多台机器并行运作都能支持,还可以并发的非常好。一般的客户采用主机System z的平台主要在最关键的业务和最核心的业务,比如说核心银行的应用。到底我们Power或者UNIX服务器的定位大家怎样看待呢?

对于客户来讲,UNIX可以说是集两家的大成,有我们高端主机的可靠性、稳定性、扩展性,也有x86、AMD这样入门级的服务器,适合从低端到高端,特别是在中国增长市场非常迅速的环境,UNIX服务器有一个非常好的市场定位,适合我们的客户需求。比如,你们跑核心数据库应用,核心企业资源管理的应用,做数据的分析,等等,UNIX服务器都是非常适合的一个平台。UNIX的优势有几点,刚才大家也讲过了,它的扩展性、可靠性达到主机级别,是比较接近主机级别的平台。同时我们也可以扩展的非常迅速,入门价格比较低。

先看中国整个服务器的市场,2008年全年服务器市场大概32亿美金,这是整个中国地区服务器市场的规模大小。而在32亿美金的市场里,UNIX服务器就占了其中42.8%的份额,这一个UNIX服务器平台是中国服务器市场里其中一个非常重要的一个平台。微观看进去,这42.8%的市场份额中,到底各个厂家的分配是怎样的呢?图中总结了各个厂家在2007-2008年的表现,线越长越好,这个图中可以看到,IBM在UNIX服务器市场占的比例是非常高的,去年达到47.1个百分点的市场份额。2008年相对2007年有一个非常大的增长。我们的友商各有增长,但是相对来讲比IBM市场份额起码差17个百分点。市场是这样的状况,从刚才的介绍可以理解到,UNIX对中国来讲是非常重要的服务器平台。同时在这个平台里IBM的Power Systems在整个市场份额中的份额也非常高。

不同颜色的线代表不同阶段的产品,深色的代表POWER5的市场份额,浅红色代表POWER6的市场份额,因为2009年的数据还没有发布,我们只能先用去年的数据分享。看到其他的友商比如HP、安腾,这两个是主要的服务器市场,有三种颜色的表达,最棕色代表N系列的产品,是采用OEM富士通的产品,同时绿色代表T系列的产品,是低端的产品。紫色部分代表SPARC64的产品,是他们自己研发的。

最近有机会去了IBM奥斯汀的总部,亲眼看到IBM在新产品发布整整一年以上,整个产品线已经在实验室跑起来了,不止一台,有两三百台服务器已经为我们的客户进行各式各样的测试,确保我们的产品推出市场的时候确实没有问题的,而且支持客户非常好,很顺滑的迁移。如果我们承诺那个产品支持几百个I/O吞吐量的话,我们真的会把几个把I/O吞吐量放在里面跑。看这个新闻我会有点迷惑,为什么一款产品从宣传推出市场到现在整整两年时间还没有推出来,IBM在 没有发布产品前一年,我们一整套产品线都在实验室跑起来了,从这个角度来看,我们感觉对他们的产品延续性有点问号。

UNIX产品线核心,UNIX小型机是属于主机跟x86之间的产品,核心技术最重要就是芯片技术。IBM有幸有非常强大的实力在背后,每年有超过10亿美金的研发,所以我们的产品可以不停的延续发展。从2004年发布到2007年发布POWER6,2010年发布POWER7,我们会给客户一个非常顺滑的大道,可以帮助你们实现IT的梦想。

整个UNIX市场发展的状况,IBM给了我们客户非常顺滑不用担心的前途。说到UNIX下一代的发展,不得不提是多核的发展,其中在芯片的角度来看,今天可能听到比较多的是双核,或者有些厂家有四个核,下一代的UNIX可以看到,各个厂家都是朝多核的发展路线来发展。最传统的服务器这里有一个小方格,方格的大小表达了机器本身的芯片性能,方格越大代表性能越来高度。传统的机器有四个方格,代表四路的机器,判断这个厂家好还是不好,主要看主频有多高,缓存有多少,I/O吞吐量有多少,通过这些可以看到机器本身的性能。随着多核的发展,有一些厂家在多核芯片诞生以后,可以在一个CPU插槽里可以放双核,将来可能有8核、16核产品推出。当核数越多,实际上在同一个芯片里我们要给每一个内核空间就越少,怎样可以腾出一些空间放更多的核,很多厂家要牺牲缓存,把缓存拿走,把内核简化、性能减少,在同一个芯片里放很多的芯片也会出现另外一个问题,就是I/O吞吐量不够,芯片的大小有限,两平方公分左右,在两平方公分里怎样放很多的连接点很不可能,这样I/O吞吐量被逼要牺牲。从芯片的发展来看,一台机器可以是四路的,有一些厂家的发展是希望在同样大小的芯片里划分出几个内核,看上去一台机器十几个内核,一个芯片十几个内核,在同一个大小芯片里要切割更多的内核这个不是技术难题,因为原因是所有的设计已经在位,只是怎样把空间连接起来而已。但是一般来讲,要切割更多的内核一定会牺牲它的缓存,一定会牺牲它的I/O吞吐量,这个前提下CPU性能看上去可能很好,但是实际上操作性有限,这种架构只能扩展到中端级别的产品。反观一些厂商,特别是UNIX的厂商,他们会倾向于采用在同样一个芯片里,我的扩展性要增加,情愿要多几个芯片来实现扩展能力,不是在一个大小芯片里切割更多的内核,这种状况下,我们可以保障每一个内核它的单线程的能力达到最高,同时扩展能力做到很好。今天来讲,一般的高端产品比如说IBM Power,SUN的SPARC系列和惠普的安腾系列,不但要确保整台机器性能很高,还要确保它的单线程性能做得非常优秀,因为单线程的性能对客户来讲有什么好处,客户的业务有很多时候需要跑批处理,很多时候要装批处理软件,这是都是针对一个线程来跑,在一个线程里跟踪用户操作,你会发现这些应用本身就是单线程的应用,多内核对应用没有好处。如果把批处理,你的连接跑快一点,要挑主频更高的性能。这个特色是主频比较高,跟多核的芯片来讲主频比较高,缓存不会有三级的缓存,I/O吞吐量也会比较好。

今天的是这样的,未来UNIX的发展会怎样呢?当一个厂家有一个多核的,有一个厂家是多芯片的策略以后,在未来UNIX的发展还可能会出现一种超级高端的服务器,整合了刚才讲的两个好处,又有非常好的吞吐量,单线程的性能,同时间在同一个芯片里因为技术的进步,因为芯片可以从65纳米到45纳米、35纳米,同样大小的空间可以把容量提高1-4倍的范围,这个前提下可以实现多核的技术。同时也不用牺牲吞吐量。

服务器另外一个发展方向就是扩展性,性能是UNIX非常重要的一个指标,要不然为什么不买x86服务器,UNIX的好处是扩展性可以达到几十个CPU到上百个CPU的级别,一般的平台是没有的。扩展能力还会持续是UNIX非常重要的指标。这个图中把各个厂家UNIX最普遍采用的TPC-C数据库基准测试指标做对比,罗列了头15名的厂家,不同颜色代表不同的厂家,现在排第一名的是SUN、甲骨文共同公布的?TPC-C值,各个主流厂家都有TPC-C值的发布。主要想证明甲骨文加上SUN可以达到第一名的性能,这个角度是实现了,细看一下实现的方法怎样,是用了12台32路的机器实现了32万笔的交易。IBM是第二名,POWER6单台服务器,只用了一台机器64个,第一名用了12台机器,每台32路,它是采用了384个内核实现了结果,拿这个结果来讲,在TPC-C来讲,头15名都是UNIX服务器,各个客户需要一个非常高的扩展能力,非常高性能的话,UNIX是固然的选择。另外一个角度看,现在性能是实现了700多万次,拿了384个CPU内核,软件的费用很贵,单核的性能并不是特别好。用多6倍处理器的内核才能实现多20%性能的提升,IBM是用了64个内核来实现了600万笔的交易,把那个性能除以内核的数量可以看到这张图,刚才这两张图是一样的,这个图是总体的性能,而这个图是单核的性能,单核性能第一名现在排名最低,因为核数很多,实现的单核性能并不理想。反观IBM浅红色的产品POWER6的产品维持了友商的2-3倍以上。我们下一代的产品可以持续保证单核性能的领先性,下一代的产品不会比POWER6差,同一时间内核数量也会更多。

从这个角度可以看到,POWER在单核和扩展能力来讲都是非常大的领先性。

虚拟化的发展,当我们看到下一代的服务器会有一种超级高端的服务器出现,上几百个内核出现,人家会问我的服务器会不会在一台机器上用上几百个内核,要用好我们会看到虚拟化的重要性在未来为什么重要,各个厂家针对虚拟化的发展也是非常重要的发展。虚拟化的发展从技术角度来看只有三种选择,第一种,纯硬件的分区方式,在一台物理机器里,总线里进行切割,一个CPU给一个分区,另外一个CPU主板给一个分区。因为一个主办里面有CPU有内存,如果要是加CPU不行,还要加另外一块主板的CPU内存,今天的芯片是多核的芯片,一切割一块板不只是一两个CPU,可能是几十个CPU过去,这种硬件分区的技术我们看到在市场发展实际上有很大的局限,而且用过会发现,硬件分区本身是用很底层的分区控制的,基本上是很容易出错,要超出底层来发挥。另一种也是主流的技术,采用固件层实现分区技术。在硬件上放一层固件,通过固件的时差、时分实现各种分区资源的划分。这跟IBM的主机、IBM Power都是采用固件层,所以性能响应时间特别好。新一代的虚拟化技术,好象VMWARE,还有RedHat的芯片,都是采用固件层的方式,只不过人家采用的是软件的方式来实现,IBM采用硬件的方式来实现固件层。这种方式的好处在于灵活性和、功能性比任何方式都强。

还有一种是纯软件的,你的分区在一个寄居平台上,通过软件进行很多个分区,局限因为底层是操作软件,操作软件定期打补丁或者有问题,所有的分区就一下子毁掉、受损。所以一定的好处主要针对客户要做应用操作系统层的集中,应用集中的方式可以采用纯软件的,但是主流来讲,我们看到是固件层,固件层的分区技术,长远来说硬件分区的技术会慢慢从市场里淡化。

当我们讲到虚拟化技术以后,当很多客户已经开始采用虚拟化,相信接下来我们的客户也会提到他们在各行各业采用的虚拟化技术。IDC也做了一个调研,虚拟化会带来一些人们没有想想过的问题。当我们做很多虚拟化的时候,在2006年-2007年同时做同样一个问卷调研,发现很多客户打圈的部分,虚拟化实现了,原来认为很复杂,公司内部很难去学,那些问题都解决了。但是出现了一个问题,发现管理工具有限,管理工具现在发现有很大的问题,你看到2007年比2006年浅蓝色比深蓝色高了很多,更多的客户认为管理虚拟化的平台出现问题。怎样办呢?我们看一下今天如果客户有惠普的机器在数据中心,管理它的分区技术需要三种管理工具来处理,是三种不同的平台。SUN也有几种不同的管理方式。IBM的软件虚拟化管理只需要一个平台,就是IBM的硬件工作平台,将来会慢慢整合在IBM动态管理平台上实现,IBM看到市场的需求,我们还发展了一个新的产品,VMControl,通过一个平台的管理跨多个平台的环境。

可靠性的发展也是非常重要的。讲到可靠性的时候很多人理解就是简单的一台机器,我们怎样在硬件层做很多冗余性,做很多在线的热插拔和在线的更换维修,IBM都可以做到。还可以加进很多市场里独一无二的产品,我们有两套时钟,有两套固件,还有CPU指令从事等等功能。除此以外IBM还满足我们的机器跟IBM主机已经达到同样档次的硬件可靠性。因为主机是业界最领先的,同时我们还不停的改进我们的软件、操作系统,在所有操作系统来讲,我们的操作系统稳定性是所有厂家中最高的,平均每年的故障时间最低,少于1个小时,是调研了全球几百个客户的时间结果。

分区越来越的时候也看到,分区要采用在一台机器里会发生很多分区,怎样保证每个分区的可用性,将来升级的时候怎样不影响业务,这也变成慢慢的热门话题,因为很多客户的业务已经是7×24的。分区来讲IBM是第一个厂家在小型机里面可以做到,不停机的情况下,把分区迁移到另外一台物理机器里,实现跨物理机器的分区迁移。IBM是第一个厂家,今天采购了一个POWER6的产品,我们可以给你迁移到POWER7的产品,整个迁移和升级过程是不需要停机的,业务是不需要停止的,原因是我们可以在今天的POWER6 服务器采用了Systems Director,买了一个POWER6的595,只要换一个CPU,就变成一台POWER7的机器。第二,在迁移过程里可以把分区在线迁移到另外一个物理机器,分组以后再迁移回来,整个过程可以不停业务,现在有方法可以做到,这是业内第一次有厂家敢这样说。

如果单机的可靠性还保持怀疑的话,还有PowerHA的软件可以提供远程布备,实现服务器自动结管,地区级别的灾难备份方案。

绿色节能也很重要,讲绿色节能的时候一定要知道数据中心实际耗电是什么,很多时候数据中心都是按标牌功耗做规划,标牌功耗是说最极端的状况下能耗是什么,实际的能耗却讲不出来。IBM Power在POWER6的产品我们已经提供的功能是,在线实时的收集每一台机器实际的能耗是多少,除了监控以外还可以帮你控制那个机器本身的能耗,如果机房的能耗有限,我可以划一个上限,不让机器超越那个限额。包括我们给你提供一个降频限电,调节主频的功能。下一代功能可以做到每一个内核可以做到不一样的速度,要快的可以跑快一点,要慢的可以跑慢一点,实现整个CPU没有超过能耗的需求。Power比上一代节省能耗35%-50%以上。除了芯片还有固态盘,IBM Power系统全线会支持固态盘,会更省电,还可以提升性能。还有新一代的直流电模块可以选择。

空调方面还有一个可以选择,水冷或者机冷,CPU的机器内部也可以采用水冷的方式带走,把机器放出来的85%的热能通过水管带走的。

除了刚才讲了各式各样的发展一样,更重要的是告诉我们产品未来的发展路线怎样。大概AIX未来发展的一些计划,今天是2009年,可以看到IBM的计划在十年以后都有新版本的AIX推出,代表十年以后IBM如果你们今天是Power的客户,十年以后今天的应用也可以用在将来的平台上。给你们一个非常好的保障。

我最近留意到市场里也有别的厂家做了一个明年的预测,在IT行业我要做十大技术投入战略。Gartner做了十大战略的技术预测,包括云计算、分析的方法,客户采用了IBM的小型机或者实现了企业资源管理以后,你们的业务已经收集了很多非常关键的数据,你们的行业数据已经在你们公司内部存在了,下一步的问题怎样更有智慧的分析这些数据,找到帮助你们业务扩展的新模式,先进的分析方法也是重要的发展。刚才讲到绿色IT,这里面十个题目我挑了一些跟服务器有关的题目,比如说云计算、先进分析、绿色IT、数据中心重塑、安全活动监测、闪存及可用性虚拟化等等。大家作为IT的主管,你们的数据中心有没有考虑到策略性的技术实施在你们的机房,如果没有的话,IBM的Power Systems可以提供非常完整的解决方案,把所有服务器里面需要涉及的战略技术都可以涵盖。

希望通过今天简单的报告给你们了解到整个UNIX服务器市场是一个非常关键的市场,在中国来讲是特别适合中国业务增长快,客户高增长的平台,占市场份额42.8%,是中国服务器一个主流的平台之一。同时,我们的UNIX服务器未来会提供更丰富的虚拟化,更多功能适合数据中心的整合。在可靠性方面,UNIX会持续不停的增强,绿色节能也会不停的改进,提供实时的监控。总的而言,IBM Power Systems服务器和AIX操作系统是策略平台,是市场的领先者,我们还会不停的发展,给一个非常好的发展路线给客户,帮助客户得到适当的投资保护
本文出自:亿恩科技【www.enkj.com】

河南亿恩科技股份有限公司(www.enkj.com)始创于2000年,专注服务器托管19年,是国家工信部认定的综合电信服务运营商。亿恩为近五十万的用户提供服务器托管、服务器租用、机柜租用、云服务器、网站建设等网络基础服务,另有网总管、名片侠网络推广服务,使得客户不断的获得更大的收益。 服务热线:400-723-6868 服务器/云主机 24小时售后服务电话:0371-60135900 虚拟主机/智能建站 24小时售后服务电话:0371-55621053
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