解读英特尔服务器新主张:“智能计算”刀片服务器
中国有句古话:英雄所见略同!去年IBM提出“智慧地球”的构想,英特尔主打“智能计算”新主张,两者都把焦点放在“智”字上面。因为,大家都看到了正在发生的事情:上网设备成万亿计,互联网与物联网走向融合,数据量爆炸增长,应用负载变化多样,新世界需要更加智能的IT架构来支撑。
3月3日,也许是巧合,双方在北京不约而合发举行了两个发布会:上午英特尔召开智能计算媒体鉴证会,回顾阐述了智能计算的新主张,并预览了今年两大新产品,下午IBM发布全新一代企业级X86服务器架构:eX5,要携手英特尔重新定义X86服务器市场的游戏规则。
那么,英特尔的“智能计算”意义何在呢?英特尔(中国)有限公司服务器产品事业部产品经理顾凡谈到,由于IT环境正在快速变化,今天IT系统要面对的应用和工作负载的各类非常多,因此整个IT基础设施往智能方向转变是一种必然。
在英特尔看来,智能计算包含三个特征:按需、自动、可扩展,具体表现在英特尔智能性能、智能节能、虚拟化等方面。
智能性能
顾凡谈到,无论是数据中心,还是云计算,上面跑的应用负载种类非常多,而不同的工作负载对于底层计算的需求是不一样的,有的是计算密集型,有的是内存密集型,有的是单线程应用,有的则需要多线程并行。真正的智能计算就是要让系统感知到它是一种什么样的负载,然后自动地满足负载的计算性能需求。
为此,英特尔早在去年发布的至强5500中就已经提供了两个核心技术:智能加速技术(睿频加速技术)和超线程技术。
其中智能加速技术非常适用于两类应用。以至强5500为例,正常状态下,4个核心都运行在自己额定的主频上,但由于今天有些应用程序对于多线程的优化并不好,因而特别依赖于处理器的主频,对此可以关闭两个核心,将腾出来的能耗用来加速另外两个工作核心。也有些应用只使用到处理器里多种计算单元的某一部分,比如数据库做并行查询时不会调用浮点计算单元,这时,也可以将这些空闲计算单元的能耗腾出来去提升核心的主频,这时即便4个内核都在工作,也仍然可以提升主频。值得一提的是,感知工作负载、关闭核心、提升主频,整个过程都是自动完成的。
超线程技术主要针对多线程优化比较好的应用,可以让处理器的8个线程都跑起来(平均每核并行2条线程)。不过,超线程是逻辑上的处理器,性能不会呈线性提升,能达到30-40%就非常了不起了。
现场演示:处理器内核主频自动调节
智能节能
除了性能自适应工作负载,在能效方面也同样要做到这一点,要让每瓦特能耗都用来做有用的计算,而不是变成热量散发掉。
我们知道,在数据中心评估中,有一个PUE值指标,这个值越大,说明能源浪费严重,很多电能变成了热能,用在计算方面的电能比重太小,而越接近1,说明这个数据中心的能源使用效率更高。在服务器计算层面,同样要考虑能源的“量入为出”:提供多少计算能力就消耗多少能耗。以早期的至强5300和现在市场热卖的至强5500相比,CPU利用率相同时,两者的能耗却不一样,相比至强5500的能耗更低。顾凡表示,理想的状态是,CPU利用率和能耗使用率要呈线性关系,这是未来一定要前进的方向。
在这方面,至强5500引入了智能节能技术:一方面可以对处理器内核、缓存、内存、I/O总线做到独立的监控和管理,实现对性能和能耗的精细管理。比如今天处理器内核越来越多,但有些核经常用不上,处于闲置状态,这时就需要把这些核关闭,把能耗用来提升那些工作核心的主频。另一方面,要让性能和能耗呈线性,需要更多的调节档位。今天的CPU已经有15个档位,可以更精确地调节能耗。
在系统层面,英特尔引入了智能节点功耗管理技术。由于利用率低,很多服务器在实际工作时的能耗都要比额定最大功耗低。因此,通过监控分析服务器的实时工作能耗,比如邮件服务器上班期间非常繁忙,下班则很空闲,借此可以根据工作负载不同来设定服务器的能耗,这样就可以在一个机柜供电、总体能耗水平不变的条件下,提高机柜的服务器上架率,帮助用户尤其是高密度部署的互联网数据中心用户节省昂贵的机房空间费用。
虚拟化
虚拟化是智能计算的另一方面。IT基础设施中的计算、存储和网络未来会更多地以一种服务的方式提供给用户,而虚拟化是前提。因此,处理器也必然要往这个方向去发展。顾凡表示,在这方面,除了CPU对虚拟化的支持要越来越好,如支持更多的虚拟机数量,支持虚拟机的动态迁移等,同时要保证使用不同代处理器的新老服务器可以实现完全平滑的虚拟机迁移,以保护用户的投资。
Penryn、Nehalem、Westmere等不同代处理器已加入VMware EVC兼容性认证
据了解,今年3月份,英特尔还将陆续发布两大新品:第一代32纳米服务器处理器至强5600和八核至强7500,仍将延续英特尔在至强5500中提出的“智能计算”主张。