Spansion在京公布EcoRAM架构 为服务器绿色加速！

　　基于节能技术的EcoRAM架构可为每台服务器提供高至0.5TB存储容量；是互联网服务、分析和商业智能等领域的读取密集型应用的理想之选

　　EcoRAM：以用闪存为内存“扩容”

　　全球著名的纯闪存解决方案供应商Spansion近日在北京召开了媒体见面会，发布了其Spansion EcoRAM解决方案的架构和性能细节。Spansion EcoRAM技术采用创新的存储子系统架构，创建了一种全新的存储器种类，在低功耗、高性能和大容量方面处于领先水平，特别适合互联网服务、分析、石油和天然气、政府部门、生物信息学以及商业智能等领域的读取密集型应用。

　　专门来北京进行EcoRAM介绍的Spansion公司大容量存储事业部执行副总裁Hans Wildenberg，在介绍EcoRAM的同时也解答了记者们所关心的种种问题

　　Spansion EcoRAM架构的设计目的在于充分利用现有以及将来会出现的、由Intel和AMD提供的高速连接解决方案。由于该架构采用搭载了Spansion EcoRAM存储器的标准x86服务器，商用服务器通过选用32GB的Spansion EcoRAM 双列直插内存模块(Dual In-line Memory Module，DIMM)，能够在单个标准外形尺寸(1U)服务器上支持额外的0.5TB (512GB)主存储容量。与此同时，该架构可以在一个四插槽平台上提供高达4GB/秒的读取速度，与DRAM的读取性能旗鼓相当。

　　现场展示的EcoRAM，从外观上看，EcoRAM的产品形式与传统的DRAM内存模组一样，同为DIMM（双列直插式模组），但容量上要大得多，为32GB

　　由于面向企业级应用，所以EcoRAM DIMM无一例外的具备ECC功能，因此在芯片数量上与ECC功能的DRAM DIMM一样，目前的设计为单面18颗芯片，共36颗，用户数据容量为32GB，DIMM位宽为72bit（64bit数据＋8bit ECC)。从中可以推断出，每颗芯片的容量为8Gb（据称每颗芯片内含4颗祼片，以MCP整体封装，单祼片容量为2Gb），为了在NOR体系下达到如此高的容量。Spansion为EcoRAM芯片采用了其独家的MirrorBit Eclipse架构

　　2007年4月，Spansion宣布推出MirrorBit Eclipse架构（笔者称之为“MirrorBit超越架构”）。该架构将MirrorBit NOR和ORNAND集成于一个裸片上，经特别设计，从而为相关应用提供了新一代高效、大容量与低成本的闪存解决方案，这也为后来的EcoRAM提供了底层支撑

　　之所以称EcoRAM是在节能的基础上为服务器提供性能加速，是因为EcoRAM在每GB能耗上要比传统的DRAM低得多，这主要归功于EcoRAM是基于NOR闪存，而闪存的最大特点就是无需定期刷新仍可保存数据，但DRAM必须要有定期刷新的操作来保持数据在电容中的状态，因此即使工作电压再低，能耗仍然是个重要问题

　　在另一方面，由于MirrorBit可在单个浮动门上存储两位信息，并且不需要电容，使得其存储单元尺寸要比DRAM更小，每bit的存储占有面积也更占优势，随着日后制程工艺的不断提高，EcoRAM DIMM在容量上的优势也将越发明显

　　根据Spansion的计划，随着制程工艺的不断进步，EcoRAM DIMM的单条容量也将进一步提高，预计到2012年可达到单条256GB的水平，是现在的8倍，单服务器的EcoRAM容量也将提升到4TB。值得注意的是，EcoRAM的生产也可以在中国苏州的Spansion工厂和武汉的中芯国际代工厂进行（目前的生产集中在日本），这意味着中国服务器厂商如果有意采用EcoRAM，也可能会得到本土供货

　　在读取响应时间方面，Spansion EcoRAM存储器有望达到250纳秒或更短，而传统硬盘驱动器的读取响应时间则长达几个毫秒，固态硬盘的读取响应时间也达到几个微秒。同时，该架构的写入带宽容量预计高达300MB/秒，非常适合于垂直市场细分中的读取密集型应用。

　　采用EcoRAM模组的服务器内部特写，目前一组EcoRAM可容纳最多8条DIMM，以单条32GB容量计算，总容量可达256GB

　　从总体上讲，EcoRAM就是以闪存来为服务器的内存容量来“扩容”，这有点Windows Vista的ReadyBoost技术，通过外接闪存来为系统加速，可随着硬盘性能的不断发展，以及固态盘（SSD）的介入，这种以简单的闪存卡、U盘为系统加速的技术已经在桌面系统甚至移动领域远离了用户视线。但在企业级应用中，Spansion认为，即使是SSD也不能满足大型规模的基于读取的应用，也就是说NAND闪存（SSD与闪存卡、U盘所采用的闪存类型）在应付这类应用时，只能在容量上占优，性能上与内存还有很大的距离。Spansion希望EcoRAM可以在它们之间建立一个缓冲。你可以把它理解为早前曾红极一时的Hybrid硬盘上的那颗闪存芯片，只是应用强度与不可同日而语。下面，就让我们来看看Spansion对EcoRAM的期望，以及它是如何为系统服务的。

　　能效专家及斯坦福大学顾问教授Jonathan Koomey博士最近的报告指出，数据中心是个能耗大户，而且耗电量仍在急剧增长。2000至2005年间，数据中心的能耗翻了一番，从每年710亿千瓦（kWh/yr）上升到超过1500亿千瓦（kWh/yr），其中美国和欧洲约占总量的2/3。若这一趋势持续下去，数据中心用电量将会继续快速增长，而且亚洲的增长速度要超过世界其他地区。而数据中心能耗成本也因此成为了企业的一大负担，如何建立一个高效而低耗的数据中心，已经成为很多大型企业IT经理所关注的对象，看看最近这几年的“绿色”潮流就能感同身受。

　　其实在很多情况下，数据中心的服务器在处理能力上是够用的，但在处理应用所需的高速存储空间上有很大的空缺，比如高密度的Web查询与访问，需要用到大量的高速存储空间来保存临时的且常用的数据，这类的高速存储空间也就是我们常说的内存。因为这类的应用对写入的需求较小，只有在应用结束后才会将最终的数据写入，而在大多数情况下，数据只是在内存中周转，所以当数据读取应用负荷极高时，就需要极高容量的内存，否则系统将会为等待与硬盘之间交换数据付出额外的开销，应用的执行效率也将大打折扣。

　　然而，内存的高价格与并不算高的容量，制约了单个服务器的能力发挥，有时为了达到可用的内存容量，即使在处理能力已经够用的情况下仍然要通过加装服务器以集群方式来获得更多的总体内存容量。有人可能会问，内存容量真的不够吗？以典型的二路服务器为例，每路CPU配4条DIMM，以现有的主流大容量DIMM为4GB计算，每台服务器的内存容量为32GB，如果是4路的话就是64GB。这对于很多读取负载型应用来说，并不足够，可如果要获得更大的容量，往往就要添加新的服务器在共享运算能力的同时获得更多的内存容量。但很多时候，新增加的运算能力并不是必须的，这对于企业来说，无疑是一种成本上的“奢侈”。

　　“数据中心中有一类应用受制于服务器的可寻址存储器。Spansion等公司的解决方案，围绕技术的创新使用而展开，对解决数据中心日益突出的能源危机十分重要。”Frost &Sullivan（重点从事企业增长的市场研究与分析的行业咨询公司）北美信息通信技术（ICT）研究实践副总裁Rufus Connell说，“随着像搜索应用这类受限于存储容量的应用日益增多，传统服务器架构不再能够满足每一秒钟由消费者发出的日益增多的请求，这意味着需要更多的服务器，也意味着需要更多的能耗来运行、冷却这些服务器。对于全球数据中心经营者而言，这都是一个切实的难题。他们对有助于节省能源、降低总拥有成本的解决方案望眼欲穿。”

　　如果某一应用需要128GB的内存空间，传统的二路服务器可能需要用4台服务器来提供，而在保证双路处理能力的基础上，EcoRAM服务器可最多提供512GB的，在读取性能上与DRAM相近的“扩充内存”

　　Spansion大容量存储事业部执行副总裁Hans Wildenberg先生表示：“为大型服务器及专用Unix服务器中配备所需的巨大存储容量通常价格不菲。如果使用Spansion EcoRAM，则可以在标准x86服务器上实现大容量存储，提供相当于典型的服务器8至16倍的存储容量，有效填补高能耗DRAM和磁盘存储之间关键的性能和容量之间的缺口，特别适用于读取密集型应用。”

　　传统服务器的基本架构，内存为应用执行提供大高效的即时（暂存）空间，而硬盘则为应用提供长期的大容量的结果数据保存空间，但有不少应用在最终结果的数据写入量上并不大，可在前端对执行时的数据高效周转空间要求极大，这就在DRAM的高效但低容量，与硬盘/SSD的大容量但低效之间留下了一个很大的空白

　　EcoRAM等效于在内存与硬盘之间加入了一道缓存，它通过物理上的一颗EcoRAM加速器（EcoRAM Accelerator）来完成EcoRAM向传统DRAM的模拟，以帮助CPU可以像对传统内存那样访问EcoRAM，从而让CPU“认为”它拥有了更多的可访问的内存空间（当然，EcoRAM加速器是需要安装额外的驱动程序的）。目前EcoRAM仅为Intel和AMD的x86处理器优化，因为它要用到专用的加速器芯片，由于AMD系统所采用HyperTransport总线是开放式的，所以EcoRAM目前仅支持AMD的系统（包括最新的“上海”CPU），而Intel在i7处理器上引入的QPI总线也将会在支持范围内，预计在2009年第四季度推出对应QPI总线的EcoRAM加速器

　　EcoRAM系统由两家公司共同参加开发，Spansion负责向另一家发起厂商VIRIDENT投资，以及EcoRAM芯片生产和封装制造，并共同设计EcoRAM的DIMM、EcoRAM加速器（EcoRAM Accelerator）的生产。Spansion所投资的VIRIDENT是一家由前Intel、Google等著名IT企业工程师所参与创建的技术研发公司，他们将自己对IT系统架构的理解融入到新的平台开发中，这就是面向下一代数据中心的Virident GreenGateway平台，包括设计相关的加速器，EcoRAM的适配器与DIMM等等，同时它还负责为新一代内存分层存储来开发相应的软件。对于未来EcoRAM会不会像ONFI那样，借助JEDEC这样的标准化组织，向开放式标准迈进，Hans Wildenberg先生表示，目前正有专人负责EcoRAM的开放式标准化，但具体的推进日程还没有确定

　　根据VIRIDENT的理念，EcoRAM的出现为系统存储增加了内存层面上的分层存储，这正好与企业存储中的分层存储（与ILM遥相呼应）理念相吻合，它按数据的访问频率来为其分配存储的等级，而访问频率也与其所需要的访问速度相关，越重要的的数据越需要快速的访问，但最级满足快速访问需求的DRAM在未来很长一段时间都将遇到容量这一瓶颈，EcoRAM在内存这一存储等级（也可以认为是纳秒级存储等级）中增加了一个新的层次，以基本够用的性能，来填补DRAM容量上的巨大短板，为相关应用提供了更好的解决方案

　　Spansion通过授权获得了Virident GreenGateway Technology Platform，用以开发了用于标准x86处理器插槽的Spansion EcoRAM加速器，这是一个创新的存储控制器。在集成了Spansion EcoRAM 加速器后，系统能够通过Spansion EcoRAM DIMM以DRAM的速度和响应时间读取数据。该架构利用了在高端服务器行业已广泛采用的内存访问技术，使得微处理器能够更加高效地使用系统内存。这一方法无论对系统容量还是应用性能都带来了提高，共同帮助显著降低了系统扩展、低效率功耗以及相关的基础架构开销等方面的成本。该项解决方案初期只支持基于Linux的操作环境。Hans Wildenberg先生表示，日后也将会推出Windows系统解决方案。

　　现在就可以解答EcoRAM加速器如何应用的问题了，EcoRAM加速器就是根据相应系统所采用的CPU插槽来设计一颗EcoRAM控制芯片，这也就是意味它必须占用一个CPU插槽，所以对于单CPU服务器来说，EcoRAM是不可用的（从理论上讲，通过PCI-E总线加装EcoRAM模块也是可以达到相应的效果，但Hans Wildenberg先生认为这还不如重新部署EcoRAM服务器划算）。就目前而言，EcoRAM只提供面向AMD的加速器，采用AMD的HyperTransport总线与CPU相连，并可管理最多8条EcoRAM DIMM，以现有的EcoRAM DIMM容量最大为32GB计算，总容量最高可达256GB。当然，EcoRAM加速器是需要驱动程序配合的。

　　对于4路服务器而言，EcoRAM需要占用两个CPU插槽，EcoRAM总配置容量最高可达512GB。有些人可能会担心EcoRAM的加入会影响到服务器的处理性能，但上文已经提到，在很多情况下，应用执行的效率更多的取决于数据的I/O效率，处理能力在大多时候是够用的，而伴随着多物理内核处理器的不断发展，物理插座的减少对于多核CPU系统来讲，性能的损耗相对于EcoRAM所带来的好处来说是可以接受的

　　Spansion总裁兼首席执行官Bertrand Cambou表示：“利用Spansion EcoRAM和Virident的GreenGateway，我们将有可能将全球互联网数据中心服务器的能耗降低75%，进而减少互联网公司的总体拥有成本（Total Cost of Ownership）。将MirrorBit技术应用于互联网服务器市场，是我们积极扩展该技术的应用领域，超越传统的NOR闪存市场的一个重要里程碑。”

　　由于不用配置更多的服务器，使能EcoRAM服务器在空间占用成本（Footprint Costs）、资本费用（Capital Expense）以及能耗成本（Energy Costs）均有明显的下降。在上图这项比较中，Frost &Sullivan咨询公司是以等内存容量来对比传统服务器和EcoRAM服务器，在达到16000GB总内存容量时，需要5000台32GB内存配置的服务器，而只需1250台配备128GB EcoRAM的服务器，这样在购置成本、服务器占地成本、服务器能耗成本、管理人员成本以及数据中心的制冷成本方面就出现了明显的差别

　　对此EcoRAM的市场重点，Hans Wildenberg先生表示，“我们主要应对的是北美和中国的市场。中国市场是我们更多注重的地方，原因很简单。比如说微软有40万台左右的服务器。Google可能有100万左右的服务器。他们已经占了很大的面积，虽然中国的一些.COM公司有一万台、两万台服务器。但对那些美国公司来说，服务器已经非常多了，当然它如果需要更大的容量它也会增加服务器。但它的增加可能只是百分之几。而对中国这些公司来说，他们如果想未来发展的话，肯定是需要10倍或者是几倍的服务器，所以感觉到对美国的公司来说，服务器数量的增加的影响要比中国感觉少。因为它已经有很多的IT的维护人员，有很多能量占地的损耗。对中国来说如果翻两倍、翻十倍，对于在什么地方来布置、来装，IT人员备用、制冷、能源的费用会非常地敏感，而不像在国外这种东西已经非常多了，不是很敏感。所以说，我们认为在中国很多企业要翻倍。使用EcoRAM服务器翻一倍就可以解决大容量需要的问题。”

　　“另外我们觉得这个解决方案对中国的市场益处更多，我们和大概12、15个中国的相关的引擎搜索、应用公司谈过。他们对这个产品的欢迎程度还是比较高的。很多公司兴趣还是非常高的，现在有很多的公司已经装入了我们的系统进行运行，对各方面成本进行节省，并有了书面的记录。他们花费了时间和金钱来做这些事。而且做这些试验的时候是在奥运会的时候，那时候他们已经非常忙了。他们还是投入了时间和精力来做这件事，这也证明了，他们对我们的解决方案的兴趣还是比较高的。”Hans Wildenberg先生最后说到。

　　曙光信息产业公司总裁厉军表示：“曙光为在中国的许多公司提供高性能计算服务方面扮演着重要的角色，并且一直在研究新的方法来提高我们的计算能力。通过利用类似Spansion EcoRAM存储解决方案这样的技术，我们将能够满足我们的客户的需求，同时在保证性能的前提下提供节能的产品。”另外，据悉中国著名的网络服务公司腾讯也已经在进行EcoRAM服务器的应用测试，显示出其对EcoRAM的极大兴趣。

　　据IDC公司服务器研究经理Ken Cayton先生透露，2009年基于x86的服务器在互联网服务和分析领域，包括石油和天然气、政府部门和生态信息学方面，市场规模将达到50亿美元。这些细分市场的服务器应用将专注于读取密集型功能，如社交网络与搜索；地震分析；智能分析；可视化、建模以及实时决策支持等，从而使得Spansion EcoRAM存储器成为理想技术的首选。

　　EcoRAM的性能特点很明显，那就是读取速度很高，达到了4GB，虽然还赶不上目前单通道DDR2-533的水平，但明显比硬盘/SSD的水平高多了，基本上可以做到与DRAM在同一水平级上（GB级)，在寻址速度上也与DRAM处于纳秒级水平，可在写入性能上，EcoRAM显然没有DRAM那样全能（DRAM在读/写方面的带宽是相等的，只有延迟方面的区别）。所以EcoRAM并不是DRAM的替代品，而是针对读取应用的一种容量的扩充

　　EcoRAM的上述性能特点也就决定了其应用范围，主要都是集中在互联网服务（搜索、社交网络）、石油与天然气（地震分析、可视化应用）、政府机关（智能分析、内存数据库）、生物工程（基因对比、染色体组）、商业智能（数据仓库、数据挖掘）等读取负荷极高、数据更新不频繁的领域，并且对能耗及占用空间增长有严格限制的场合。其中，Spansion认为互联网服务将是EcoRAM的重要阵地，Spansion希望EcoRAM服务器能占到互联网服务器（到2010年大约为1000万台）预计30％的市场（即到2010年有300万台EcoRAM服务器用于互联网服务），其他领域将是2009年及以后开始拓展

　　最后我们再总结一下EcoRAM的综合特征，它相对于传统的硬盘/SSD来说，是一个巨大的读取性能提升，并在此基础上可以提供4－16倍传统内存的容量；在产业化方面，它提供与DRAM相符的ECC校验以及相应的可靠性，支持标准的Linux系统；在能耗方面，每GB能耗只是现有DRAM的1/8，以同等内存容量相比，较现有数据中心节能75％；在成本效益方面，也将比现有的传统服务器提升60％

　　目前，有十多个基于Spansion EcoRAM的服务器正在北美和亚洲地区进行评估试验。试验工作负荷包括互联网搜索、存储器中的数据库 (In-memory Database) 和基因匹配等。Spansion还计划同所有主要服务器OEM厂商以及很多专注于某些垂直市场和地区的OEM厂商一起合作，将Spansion EcoRAM推向市场。在中国，已经与5家厂商进行着α阶段的测试，到2009年第一季度进入β阶段测试，相信在2009年就将有中国的互联公司采用EcoRAM服务器了。

　　不过，价格和产品上市时间此次并未透露。性能参数为估计所得。实际性能可能有所不同。不过，从下面Spansion给出的对比表中可以对EcoRAM服务器的价格略知一二。

点击本图将可查看更详细的全使用周期成本对比表