拆分有理 分类服务器好处多多

ZDNet至顶网服务器频道 02月03日 新闻消息：拆分与分类架构可提升成本效益。通过分类，系统拆分为CPU、内存与I/O，能够获得更高灵活性，减少约束。

数据中心系统各组件的分分合合频率之快，能够让那些风头浪尖的绯闻明星夫妇自叹不如。其中的秘密在于系统设计是融合的，一些前瞻性技术人员的目标是发展分类服务器。有意识解偶合是数据中心的新风格。

网络与存储经常独立于服务器采购。HP服务器工程副总裁Tom Bradicich博士说，分类系统则考虑得更长远，将处理器、主内存以及I/O子系统这组成系统的三大件独立，构成各自独立的系统。

分类对于超大规模云服务提供商十分具有吸引力，这种架构能够更好的实现灵活系统，提高整体资源的利用率。

“在公有云中，你就如把玩一个数十亿美元打造的俄罗斯方块，”微软企业云总经理 Mike Neil说，“你拥有的所有这些资源都是物理系统，而面临的挑战是尽可能提高资源利用率。”

CPU、内存与I/O

当今服务器，CPU与内存、I/O的比值大多不可变更。而分类服务器中，这些系统根据不同的规模与形状建立离散的资源池。数据中心架构可以根据架构接口来组合系统，分配CPU、内存与I/O，具体依赖于工作负载的实际需求，接着再根据另外的配置文件来创建一个新系统。

推进此类分类服务器可以节约企业高性能计算环境(HPC)成本，如果设计正确的话，IDC服务器、虚拟化与工作负载研究经理Kuba Stolarski说，“分类系统可以更灵活实现更新与维护，当前的传统服务器，如果处理器需要更新，整个框架也需要更换，”即使其他部件仍然可用。

Cisco统一计算产品线产品市场主管Todd Brannon说，每个在服务器上花钱的人都十分在乎节约成本，这可不是超大规模计算的噱头。CPU意味着节约2/3总系统成本，然后剩下的(内存、I/O子系统)通常不会向处理器那样需要频繁更新。

一个分类系统，“就如更换墨盒然后维护其他东西的方法一样，” Brannon 说。

但还是有很多事情还会影响分类系统的推广：物理学与工程学基本规律、技术成本未能下降与管理的复杂性可能上升。

要求：超高速光纤

第一代分类系统已经发布了吗？

Cisco宣布了其UCS M系列模块化服务器，是上市的第一款分类系统。M系列机箱有2U大小，包含了8个CPU与内存的模块盒，通过Cisco虚拟接口卡链接独立存储。

在分类架构中，CPU与主内存之间的速度越快，系统就能获得越好的效果，所以系统供应商需要为其提供更好、更快的带宽。

“分类系统的最大挑战是各系统互联，”HP的Bradicich博士说。如今，处理器与主内存之间的距离是按英寸测算，“但要让分类架构可用，需要以英尺计，”他说。说的容易做起来难。“这与物理有关：距离越远，速度越慢。”

经常与分类系统有关的一项新兴互联技术是硅光子学，该技术在互联技术中具有三大优势：性能、重量与距离，Intel Cloud Platforms Group的高级产品市场经理Jay Kyathsandra说，该团队开发了此技术。根据规格参数，硅光子支持高达1.3Tb每秒的数据传输，重量只有大约铜缆的三分之一多，并且可以延伸300米。

但硅光子并不一定等同于分类架构，Kyathsandra说。“事实上，还是要由原始设备制造商来决定拿来做什么功能，”他说。如果你的系统不需要其所能提供的速度“硅光子可能不会包含在最终实现之中。”

微软的Neil表示，系统设计师必须权衡硅光子的优势与成本。考虑到将要花费几百美元来实现将一个硬盘连接到系统中，还是花费成百上千美元部署网络存储或存储区域网络。在分类系统中，理论上是可以在物理上将内存与CPU通过非常长的距离连接，但错误的技术选型可能影响投资回报甚至导致整个计划脱轨。

系统设计者可能会发现新兴以太网标准提供了足够的性能以及足够低的延迟，以支持分类架构。有不少超大规模计算系统基于万兆以太网。当配合使用四通道小型可插拔收发器组合，以太网可以达到40Gb，Mellanox的市场副总监Kevin Deierling说，该公司是高性能以太网与InfiniBand互联技术的供应商。

他表示，还有不少工作在25GbE下展开。这样一来，能够在HPC环境中获得高达100Gb的带宽，这也是多数InfiniBand光纤的速度。

无论发生什么，系统厂商绝不会等到互联技术充分出炉。以HP的 Moonshot机柜为例，目前可以通过光纤将未来的分类系统组件连接起来。可以使用以太线缆连接，第二条“近端矩阵”光纤是为基于64位的arm服务器M400服务器发布锁保留，还有第三个接口，未被利用的光纤被称作2D Torus Mesh，可以让任何Moonshot组件直接与其相邻设备进行通信，Bradicich解释道。

“高速公路已经铺设好，接下来就等着车来跑了。”

好戏开场

要使用分类系统，需要提供与回收系统资源的软件必须被修改。

Intel的整体分类计划被称为Rack Scale Architecture，机架级架构。在硬件方面，包括了硅光子光学互联，还包括了将在2015年发布的可编程网络交换机。Intel的Kyathsandra表示，一个豆荚仓管理框架，可以通过硬件应用程序编程接口与系统组件通信，并且还能够提供基于策略的系统创建和分解，充分使用资源池。

Intel展示了单一机柜环境下的系统，而且其将对开放计算项目共享硬件设计与OpenStack云架构，鼓励开放与应用。“你应该能够使用来自不同厂商的机柜，并获得相同硬件层的信息，”Kyathsandra说，我们的目标是针对不同的业务流程层实现无缝协同工作。“不论你正在使用VMware或Openstack，”他说。

分类面临的危机

分类同样意味着软件开发、管理与操作系统厂商的挑战。“跨越这些资源池的理由是什么？”微软的Neil说。

微软的战略是在Azure中创新，然后推动开放设计架构的硬件，以及windows服务器与system center管理中心。微软也做了一个版本的Azure系统，Microsoft Cloud Platform System，基于商用的戴尔服务器。 

“我们的总目标是在Azure中的创新，推动他们朝着更广阔的行业应用发展，”Neil说。分类硬件与软件设计很可能会在开放计算项目中以自己的方式打开市场，他说。

分类系统设计进入数据中心的速度可能比预期的还快，Mellanox的Deierling说。

不是一个大飞跃，他们以及在内部为大众消费做了准备工作。“他们说'嘿，我们已经把难关攻克了。让我们把这个带给企业吧。'”

小故事：系统(bins)与负载(boxes)

微软拥有一百万台服务器，每年在云基础设施建设上的花费超过20亿美元。按这样的规模，分类对微软的潜在利益在于解决系统与负载问题以节约大量资金：如何构建能够承载最多数量负载(boxes)的系统(bins)，Neil说。

“假设，我有1个箱子四英尺长，”Neil说，“我要把2个两英尺长的盒子放进去，这时候系统刚好填满。但如果我放入3个一英尺的盒子和1个1.5英尺的盒子呢？这样是行不通的。”

系统打包是一个算法，旨在包装不同体积的物体，尽可能减少箱子的数量。对于打包与运输应用程序也是一个问题，同样还有其他迭代，比如规划文件备份。装箱还包括一些项目可以共享空间——以及资源，当他们被打包到一个箱子里时，就如服务器中的虚拟机。