多多非益善 多核处理器只会降低VDI高可用性

2010年9月在旧金山召开的英特尔开发者论坛（IDF）上，英特尔发布了其下一代服务器至强处理器，代号为Westmere-EX。性能不可谓不惊人：10核20线程的处理器对三通道内存的寻址能力达到了2TB，这相当于前一代处理器的内存寻址能力的整整两倍。

今年5月，英特尔又宣布推出一款新的32核服务器芯片，它基于一种新的高性能计算服务器架构，结合了普通的x86核心和专用核心，从而加快了处理大规模并行科研和商业应用的速度。该芯片已在去年下半年交付。

“英特尔Knights Ferry处理器在服务器处理器插座中包含32个主至强芯片核心，在PCI-Express插槽中有相应的512位向量处理单元。芯片每个核心运行四个线程，包括8MB的共享高速缓存以及高达2GB的快速GDDR5内存。”

这项技术对于处理大量不同的工作负载而言很神奇，尤其是能够完全在内存中运行，而不是在非易失性存储设备中运行的数据库。然而，对于虚拟桌面基础架构（VDI）解决方案来说，多核芯片完全是浪费钱，而且高可用性被荒废了。

我的客户经常问我有什么建议好提供，同时又告诉我，他们一直在考虑购买配备四核、六核甚至八核的Nehalem处理器。我的答复始终是反问一句：为什么需要多核？

事实上，尽管多核可能有助于几种类型的工作负载，但是对于VDI来说，只会降低高可用性，让这个解决方案显得成本更高昂。为了让大家明白我搬出的理由，不妨想想vSphere 4.1、vCenter 4.1、VMware View 4.5和View Composer 2.5方面的一些局限性。这些是组成View解决方案的最新一代的几个组件。

vCenter 4.1

经过验证的架构支持2000个虚拟桌面

vSphere 4.1

每个主机最多支持320个虚拟机

在Nehalem系统中，经过验证的架构每个核心支持16个虚拟桌面

View Composer 2.5

每个集群最大支持8个主机

每个数据存储区最多支持128个链接克隆虚拟桌面

在一个新部署的系统中，Windows7很可能是来宾操作系统（GuestOS），而该操作系统的最大推荐内存容量是2GB。为了本文的需要，我们还假设不用到处理器密集型的应用程序，单单一个虚拟处理器（vCPU）就足以满足大多数用户的需要。不过，由于Windows7的地址空间布局随机化功能（ASLR），透明页面共享（TPS）比率减小到了大约10%（如果使用Windows XP，TPS比率约为40%）。

鉴于我们已作好了假定和限制，现在运行几个模拟。完全出于好奇心，第一个模拟将使用发布不久的32核处理器。

64个核心（2个插座 x 32个核心）x每个主机16个虚拟机=每个主机1024个虚拟机（禁用超线程技术）

这种场景需要每个主机约2008GB内存。

约128个核心（2 × 32个超线程插座）x每个主机16个虚拟机=每个主机2048个虚拟机（启用超线程技术）

这种场景需要每个主机约4000GB内存。

闲话少说，vSphere每个主机最多支持320个虚拟机。就第一个例子而言，每个处理器/核心最多支持的虚拟机数量必须是5，那样虚拟机的数量才能保持在320个以下。在这种情况下，系统和处理器在很大程度上将得不到充分利用。

第二种场景使用128个超线程核心，它总共需要4000GB内存。该架构最多支持2TB内存，因而为了将内存控制在极限范围以内，每个处理器/核心支持的虚拟机数量最多是约8个。情况看起来比不用超线程技术要好一点，但是昂贵的硬件资源仍然基本上得不到充分利用。

这两种场景让人觉得像是在玩数字游戏。不妨看看在使用2个插座、每个插座有6个处理器/核心的实际部署环境下会发生什么情况。我在这种场景下没考虑超线程和睿频加速（Turbo Boost）技术，因为它们其实并不会让核心数量翻一番。

12个核心（2个插座 x 6个核心）x 每个主机16个虚拟机= 每个主机192个虚拟机

这种场景需要每个主机约312GB内存。

12个核心的场景对于每个主机支持的虚拟机数量来说很适合，不过要求每个主机约384GB内存。而现在外面的系统大多并不提供支持这么大内存容量的功能，只有少数几个例外，比如思科ASIC内存扩展架构。

如果你拥有的一个系统支持这么大的内存容量，那你需要开始考虑：如果高可用性事件被触发，你的企业或客户愿意为在另一个主机中启动虚拟桌面等待多久，或者迁移所有虚拟机以便主机维修需要多长时间。

如果你总共有约550个虚拟机，这代表停运时间接近33%。单单就存储需求而言，拥有192个虚拟机的每个主机在每个用户每秒10次输入输出操作（10 IOPS）的正常工作负载、读写比为20/80的情况下，大概需要6528次IOPS。另外别忘了考虑所有虚拟机的网络连接和吞吐量。

对于VDI解决方案而言，我的客户大多数目前采用配备2个插座、每个插座4个核心的Nehalem系统，也就是说每个主机总共有8个核心。对我来说，这种配置似乎在成本、性能与可用性之间提供了最佳组合。使用每个处理器/核心16个虚拟机的验证架构，就有可能让每个主机运行约128个虚拟机；而每个主机需要约256GB内存。

对于有些系统来说，256GB的内存仍然行不通。在这种情况下，每个处理器/核心12个虚拟机就允许每个主机可支持96个虚拟机和192GB内存。对于实际外面的所有系统来说，这听起来像是能实现的比较合理的数字。

值得一提的是，如果一个包括8个主机的集群其每个处理器/核心运行16个虚拟机，允许最多有1024个虚拟机，但没有高可用性事件所需的备用容量。这种情况下，如果某个主机关闭或丢失，就没有备用容量来启动额外主机上的虚拟机。运行8个主机的集群，每个处理器/核心又运行12个虚拟机，允许支持768个虚拟机，又拥有正好可以支持主机故障的容量。VMware的参考架构（又叫Block）建议每个集群1024个虚拟机，不过并没有将高可用性事件考虑在内。

我个人的建议是，在装满8个主机的集群中，每个处理器/核心最多只用12个虚拟机。如果你有不同的观点或看法，欢迎一起探讨。

另一个忠告是，如果你在规划设计一款View解决方案，就要想到上述数字，因为它们会影响项目的最终结果，另外不能忘了成本。

越来越多的核心……我们不需要！….至少对于VDI而言不需要。