刀片服务器的瓶颈在哪

自从2001年开始，关于刀片服务器的讨论就一直没有间断。2003年，刀片服务器是惠普的市场推广重点，并在北京公安局、东方地球物理所等得到了实际应用。2004年，包括方正、浪潮等在内的国内服务器厂商都纷纷推出了自己的刀片服务器，进入中国市场不久的NEC公司也期望能够通过刀片服务器分一杯羹，IBM更是将刀片服务器当作了今年的产品重点。又据Gartner预测，2006年刀片服务器市场份额将达到20％，而在去年还不到1％。所有这一切似乎说明刀片服务器将在2004年迎来自己的转折点。但是，刀片服务器要实现真正的飞跃仍然要跨越一些障碍，如：背板标准、管理等问题。

刀片服务器背板标准难统一
在几年以前，有一个经典的问题：“我什么时候买电脑最合适？”这句话的潜台词是，桌面PC的各种硬件，尤其是处理器的价格在不断下降，很多用户都觉得买完以后的桌面PC迅速贬值，在心理上无法接受。但由于业界厂商的不断努力，尤其是英特尔将摩尔定律一直保持了数十年，这使得所有的用户最终都接受了这样一个概念：“桌面PC的价格总是在不断下跌，不存在所谓的最好的桌面PC的购买时机。需要时就去买，这就是最合适的。”

这种看法也可以相应地套用在刀片服务器上。目前刀片服务器的标准混乱不堪，包括IBM、惠普、Sun、戴尔、RLX、NEC、富士通、凌华等在内的众多服务器厂商都推出了自己的背板标准，相互之间无法兼容。换言之，A厂商推出的刀片服务器无法安装在B厂商推出的刀片机柜上，这降低了设备之间的通用性。但是，无论是从用户的期望还是从业界的共识来看，都期望能够形成一个统一的刀片服务器背板标准。在去年的一次采访中，IBM公司发言人就曾谈到：“刀片服务器在背板标准上的不统一阻碍了刀片服务器的快速发展。”相应地，很多用户也表达了期望统一刀片服务器背板标准的愿望：“刀片服务器的投入很大，因此我们期望能够有很好的后续保障。显然，统一刀片服务器的背板标准是最令人期待的。”

但从目前的发展现状来看，这个愿望的实现还遥遥无期。最悲观的预测来自于惠普，该公司的发言人说：“惠普相信最终可能会形成刀片服务器的业界统一背板标准，但这最少需要5年的时间”。Sun公司产品经理李志文也持类似的看法：“在可预期的未来数年内，我还看不到结束目前这种（刀片服务器标准的）混乱局面的希望。甚至可以认为，刀片服务器的背板标准完全统一的可能性接近于零。”最乐观的估计来自于戴尔。去年，该公司的亚太区市场总监曾经说过：“刀片服务器的标准能够在2004年底完成初步的统一。”其实，现在我们已经可以看到，现有的刀片服务器里已经出现了IBM、惠普等大厂商在许多模块上进行合作的痕迹，而背板标准的统一在技术上没有障碍。因此，方正认为，有理由相信这是这些大公司的合作范围逐步扩大和统一标准的信号。为什么会出现标准混乱的局面？惠普与英特尔持相同的看法。英特尔公司副总裁Abhi先生说：“刀片服务器还是一种新产品。尽管英特尔是一个倡导模块化、标准化的公司，但我们认为不宜过早制定统一的标准。新产品需要百花齐放才能推动产品本身的技术进步，才能在不断的市场摸索中适应用户的需求。而过早地统一标准将可能扼杀一些新技术的创意和创新。随着时间的推移，用户会要求在某些方面的标准化。例如，IBM、惠普、戴尔、英特尔就在建立一个统一的管理标准。今后，可能会有硬件上的标准来统一，这个时间将会是2～3年。”惠普还表示，惠普在刀片服务器上有很多创新技术，非常领先，也不想因为统一标准而失去技术优势。而某国内服务器供应商的回答则更为直接：“因为每个公司都已经在刀片服务器的研发上投入了巨资，即使从单纯的商业利益角度来考虑，这些巨头也缺乏统一标准的动力。”

但是，包括方正在内的相当一部分厂商认为，形成统一的标准是必然趋势，因为这可以吸引更多的公司投入人力物力，针对这个标准进行开发，就像现在的PC和服务器市场一样，在统一的标准下可以扩展不同品牌的模块和零部件，择优而用，通用兼容，这样才能形成竞争，成本必然会下降，那也会带动刀片服务器的大规模应用。

刀片服务器覆盖哪几层
不仅是刀片服务器的背板标准不统一，每个厂商对刀片服务器所能承担任务的理解也各不相同。在IBM与惠普看来，在刀片服务器的架构下，企业可以构成一个完整的数据中心——中大规模的后端数据库应用可以通过4路的服务器集群来支持运作。换言之，刀片服务器已经覆盖了传统上的前端应用、中间件以及后台这三个服务器层次。目前，这两个公司的产品线也是在刀片服务器上最全的。

需要指出的是，曙光、IBM都认为，刀片服务器已经从单纯的“服务器整合”发展到可以集成企业的存储、网络以及交换设备的核心构件。“当前的企业需要尽可能地降低TCO，未来‘IT基础设施简化’的趋势不可逆转。它关注的焦点是如何通过创建一个更高效、更具弹性和响应能力更好的IT基础设施，来实现更多的成本节约。从实质上来说，这已经超出了服务器整合的范围。通过进行基础设施简化，计算系统的多个层次（服务器、存储、网络等）可以被压缩为更高效、更简单的基础设施，这一过程当然需要大型机、刀片服务器和网格技术的突破。”IBM的发言人如是说。曙光还补充道：“刀片服务器不是将传统服务器机体的缩小，而是创新概念和领先技术相结合的产物，将完全打破传统服务器的定义及客户的使用习惯。”

目前，IBM与多家业界厂商合作开展BladeCenter联盟计划，现在已支持D-Link的2层交换机模块和北电网络的2～7层千兆以太网交换机模块。交换机的集成将帮助客户简化数据中心的拓扑结构、降低成本并创建安全、易管理及高可用的网络基础架构。通过千兆集成以太网连接和任选的千兆以太网交换机模块来实现低成本的NAS远程存储解决方案。此外，在存储集成上，IBM HS20光通道扩展卡选件为每个IBM BladeCenter HS20增加了双端口光纤通道连接，速率高达2 Gbps。对于某些特殊的存储应用，IBM还将提供Myricom公司生产的Myrinet集群扩展卡和BladeCenter Optical Pass-thru模块选件。

对此，戴尔有不同的看法：“就目前来看，刀片服务器并未取代现有的传统服务器技术。刀片服务器的出现只是使客户能够根据自身的需求拥有更为广泛的选择。特别是，刀片服务器显著提升了系统密度，这一点在单处理器和双处理器市场别具意义。” Sun公司则表示，目前的刀片服务器主要在第一层的网络边缘应用，因此Sun公司的第一代刀片服务器都是3U高的、针对第一层应用的产品。在未来推出的第二代Sun刀片服务器将采用7U高的机柜，处理器的个数会更多，这是为第二层应用设计的。

在采访中，也有部分业内人士对IBM的刀片服务器能够集成其他设备不以为然：“刀片服务器首先看重的仍旧是计算能力，提供更高的计算密度也是刀片服务器当初诞生的原因。能够整合其他公司的网络设备固然很好，但我不认为用户会抛弃原有的投资，购买新的交换机放置在刀片服务器的机架上。即使用户是全新配置自己的网络系统，相信采用传统的交换机的成本也会低很多。更何况，这可以为将来的计算能力升级留出更多的空间。”

除了在应用上的定位不同，IBM公司与Sun公司还分别推出了基于RISC芯片组的刀片服务器，惠普公司未能提供进一步的详细资料。目前，惠普并没有基于PA-RISC或者IA-64架构的刀片服务器。在IBM与Sun看来，基于RISC芯片的刀片服务器与基于x86处理器的刀片服务器一起，构成了完整的刀片产品线。因为在数据中心，并不是所有的服务器都是基于x86架构。当进行服务器的前端整合时，基于RISC芯片的服务器仍旧有其存在的价值。戴尔的看法则完全相反，该公司的中国市场总监阚孝全先生说：“标准化才是戴尔所关注的核心，戴尔不提供传统上的基于专有技术的RISC系统。此外，由于英特尔技术通常拥有更低的成本和更高的性能，因此我们认为也没有必要采用基于RISC的系统。”方正公司的发言人也提出了类似的观点：“现今，IA架构的处理器已经媲美甚至超越RISC处理器的性能。面对更高性能，更便宜的IA架构刀片服务器，用户不会不接受。特别追求性能的用户，可以使用我们构建的刀片服务器集群。”

刀片服务器的管理
刀片服务器因为其高密度性，也连带了另一个问题：可管理性。这不仅要求刀片服务器具有传统服务器上所有的可管理性，还需要提供负载均衡等更高级的管理功能。

IBM Director管理软件可用于所有x系列服务器的管理，而不仅仅限于BladeCenter刀片服务器。它通过统一的管理界面，实现高密度管理能力。远程部署管理器 (Remote Deployment Manager)可以并行地为不同刀片安装相同或者不同的操作系统，大大提高了管理的便利性，管理员不再需要为每个刀片一次次地安装和配置系统软件。为了在几百个刀片中快速定位发生硬件故障的产品，BladeCenter带有专门的管理模块配合每个刀片上集成的系统管理芯片，利用IBM Director软件通过刀片中心上专门的管理模块就可以直观清楚地对每个刀片的硬件状况进行检测、分析和报告，而且是对硬件组件进行“可预测性故障分析”——使用户在“故障发生前”就得到预警报告，从而最大限度地保护用户的投资。

惠普使用Insight Manager 7来管理其刀片服务器。惠普 Systems Insight Manager和惠普 Proliant刀片服务器捆绑在一起，将惠普 Insight Manager 7和其他管理工具的功能集中起来，可以运行在Windows和Linux等操作系统平台上。在刀片服务器的管理方面，Systems Insight Manager提供了对刀片式构架的失败管理和系统软件的维护。熟悉它的系统管理员能够利用同样的功能管理ML和DL系列服务器，同时管理BL e-Class和p-Class系列服务器。Systems Insight Manager提供刀片式服务器可视化定位系统，可以正确地标识出每个刀片服务器在机柜中的位置，提供快速访问集成的RILOE。Systems Insight Manager可以和OpenView协作，提供端到端的解决方案。其主要功能包括：硬件故障管理（可发现导致故障的潜在系统错误，并主动发出警报）、配置管理（及时发现硬件配置的变化、实现软件的集中分发和更新等）、资产管理（报告系统的详细情况，为系统的未来规划提供决策参考）以及可靠的安全性（保证管理功能不被未经授权的用户使用）。

Sun公司是通过多种不同的方式来监控与管理其刀片服务器。其中，最底层的是LDM，负责刀片服务器的自我监控；N1来管理其刀片服务器。在底盘这个级别，N1系统提供了简单的初始安装、配置以及部署方式。在机架这个水平，通过多个级别的管理方式，管理员能够部署应用、供应刀片，并且同时升级固件（firmware）与软件补丁。

方正公司则从4个级别来监控、管理其刀片服务器，包括硬件层、固件层、软件层以及网络层。其中，方正圆明BS114刀片式服务器随机配套的管理软件，可以管理网络中的多台刀片服务器和每台刀片式服务器上的各个部件，具有自动执行分发、快照、备份，批量部署操作系统、应用软件，以及快速升级BIOS等先进管理功能。同时，利用管理模块功能，可以方便地监控各个刀片的状态和硬件健康状态。

刀片服务器需哪些改进
刀片服务器是一个正处于技术发展中的产品，因此需要作技术改进的的地方还比较多。那么，刀片服务器还应当在哪些地方改进呢？

IBM认为，主要是散热和功耗的挑战。由于刀片服务器共享统一的电源供应、风扇、鼠标、键盘以及显示器设备，消除了成百上千的线缆。它不仅占地空间更小，还消除了在机架式服务器中消耗电能的部件，降低了对整体电源和降温的需求。刀片系统的处理能力、系统的能源利用率、系统产生热量以及系统散热性能存在交叉制约的关系，尤其在处理器运算能力日趋强大、服务器内部空间利用率越来越高的今天，对于电源利用率和系统散热性能的要求日趋迫切。在保证刀片系统处理能力的前提下，系统电热量一般无法大幅降低，但是系统的能源利用率和散热性能将得到提高。

戴尔认为，刀片服务器应当能够提供与独立服务器相同的技术，以及更高的密度和更低的成本。从根本上说，只有当刀片服务器满足了客户的业务需求，同时又比同样数量的独立服务器拥有更低的成本和更高的密度时，客户才会将其纳入视线。戴尔拥有PowerEdge 1655MC刀片服务器，它在3U厚度的空间内提供了6台双处理器服务器的计算能力，整体性能高于6台1U独立服务器。惠普认为，刀片服务器未来发展趋势将是速度更快、体积更小、可管理性更强、散热性更好、与交换机和存储设备实现完全的互联互通。曙光则表示，不仅是散热问题需要解决，一系列围绕“开放标准”，“单一系统映象”，“低功率设计”，“高密度”，“I/O性能”等问题也是刀片式服务器技术发展的方向。

今年应用前景如何
IBM系统部大中华区总经理陈良忠说，“在中国，刀片服务器的应用要比欧美国家落后8～12个月。我们可以看到目前的服务器市场走向了两级分化，1～2路的IA服务器与高端服务器的增长比较快。比如，IBM的eServer z系列服务器在去年第四季度的MIPS销售量增加了30％。但是，中国的服务器市场有自己的区域特点，刀片服务器在以前并不受到用户的关注。总结起来，有三个原因。第一，国内的IT消费习惯与欧美国家不一样。例如，在很多二级、三级城市，用户还是倾向于用较少的价格购买一台体积较大的塔式服务器，这可能仅仅是因为塔式服务器看起来比较气派。第二，SAN（存储区域网）以前在国内的接受度不够，这也影响刀片服务器的推广。刀片服务器需要集中的存储，缺乏SAN使刀片服务器失去了一大应用助力。第三，新技术的发展使刀片服务器有了更多的应用优势。例如，IBM与Cisco等网络厂商的合作，使刀片服务器的安全问题、网络设置等很多问题都得到了解决。”

IBM表示，在中国，刀片市场要取得突破，将有两个突破方向：高性能计算（包括石油勘探、科学计算等）和企业级应用。特别是在针对企业级应用方面，刀片服务器又有两个优势。一个是，对企业核心业务的整合能力，例如金融电信的业务整合应用；另一个是对非核心业务的整合，包括OA、Web服务等，从而实现了对企业IT基础设施的简化。

惠普认为，中国刀片服务器还不是很成熟，与发达国家对刀片服务器的应用水平还有一定差距。之所以出现这种情况，是因为中国用户可能更注意购买成本，在整体的应用成本上可能不是很在意，这也造成刀片服务器在中国的使用率比较低，未来惠普将会帮助用户去提高对购买成本和管理特性上的认知程度，提升中国用户的刀片服务器应用水平。目前，在中国的高性能计算领域、数据中心、电子政务、金融信息化、石油系统等项目中，刀片服务器已经得到了越来越广泛的应用。

惠普: 刀片标准的初步统一最少需要5年时间。

戴尔: 今年底就可以实现刀片标准的初步统一。

英特尔: 2～3年后可能会有统一的刀片服务器硬件标准。

IBM SUN:数据中心并不完全是x86架构的服务器，提供基于RISC芯片的刀片服务器是必须的。

戴尔 方正：现今，IA架构的处理器已经媲美甚至超越RISC处理器的性能。面对更高性能，更便宜的IA架构刀片服务器，用户不会不接受。

IBM 惠普:刀片服务器可构成一个从1路～4路的完整数据中心环境。

戴尔:刀片服务器并不能完全替代传统服务器。

IBM:散热与功耗上存在挑战。

惠普:未来需要速度更快、体积更小、可管理性更强、散热更好、与交换机和存储设备实现互联互通的产品。

曙光:除了散热，“开放标准”，“单一系统映象”，“低功率设计”，“高密度”，“I/O性能”等方面也需要关注。

戴尔:刀片服务器应当能够提供与独立服务器相同的技术，以及更高的密度和更低的成本。(责任编辑：刘燕之)