ARMv8服务器渐行渐近! 刀片服务器
在不久前召开的RedHat SUMMIT 2015大会上,闲逛展示区时,我看到了一系列的基于ARM 64bit处理器(由于指令集架构升级至ARMv8,,所以又称ARMv8处理器,其主要的执行状态称为AArch64)的服务器参考设计与实际的成品展示,不由得让我感觉到ARMv8服务器正在逐渐起势,离爆发的那天越来越近了。
我首先参观的展台是AMD,这家曾经在数据中心领域以Opteron品牌享誉天下的处理器厂商,如今的日子的确不好过,Opteron几乎在数据中心里销声匿迹。至于AMD以往运作Opteron的成败得失,我在此不做分析,只是在展台上已经没有了传统x86 Opteron服务器的身影,取而代之的是两款ARM服务器的参考设计,可以明显感觉到AMD未来发展的重心已经在转移。
AMD Opteron A1100服务器开发套件Softlron
目前AMD的ARM处理器只有一款:Opteron A1100,基于ARM Cortex-A57架构设计,这也是ARM公司宣布ARMv8指令集架构后,于2012年率先发布的两款CPU架构设计中的高端版本(另一个是低端版本A53,已经逐步用于手机市场)。不过,AMD展台的人说,AMD正在研发基于最新Cortex-A72架构(2014年年底发布)的ARMv8处理器,但现有的Opteron A1100并不会被淘汰。
在展台上,AMD展示了最新版的Opteron A1100服务器开发套件Softlron,它与AMD官网上介绍的Softlron不一样,配置明显更高,并且更像是为偏向存储应用平台而准备的(多达14个SATA接口)。另外一个展品,并没有Softlron的Logo,看上去则像是一个基于Opteron A1100的微服务器的参考设计。
貌似Opteron A1100微服务器的参考设计
现在还没有听说哪家著名的服务器厂商已经采用Opteron A1100,所以它并不是第一个被主流服务器厂商采用的ARMv8处理器,这一殊荣留给了AppliedMicro的X-Gene处理器,惠普用它打造出了Moonshot微卡服务器。接下我就在ARM与惠普的官方展台上,都看到了它的身影。
采用AppliedMicro X-Gene 2.4GHz处理器的HP ProLiant m400微卡服务器(插入HP Moonshot机箱使用,一个4.3U的机箱可容纳45个微卡服务器),单CPU设计,背面还有4个SO-DIMM内存插槽与一个M2固态盘槽位,最高可配置64GB DDR3内存与480GB本地SSD
不过,惠普展台上的工程师告诉我,在Moonshot微卡服务器系列当中,现在卖得最好的还是基于英特尔至强E3的产品HP ProLiant m710,因为它可适用的主流应用范围更广,并且随着互联网应用和交互界面越来越复杂,E3的高性能越来越被用户所重视。其次热卖的则是基于Atom C系列的产品HP ProLiant m3xx,但展台工程师强调,与Atom C相比,ARMv8在某些负载上的优势是很明显的,可以说综合对比两者不相上下,但ProLiant m400更便宜,而Atom C产品的生态环境更好。
根据惠普的统计,目前ProLiant m400的主要用户有三类:1、使用它来做开发测试,算是对ARM架构的一种验证性使用;2、用它来做云/Web的前端交付(Web Cache);3、用它来做面向ARM应用的开发。从总体上说,可以感觉到已经有不少用户在为ARM服务器进入真正的生产环境进行着准备工作。
“英特尔之前不是刚推出了Xeon D Processor吗?什么时候会推出基于它的Moonshot微卡服务器?”我好奇的问到。
对方诡异的一笑,“我们大概会在明年上半年推出Xeon D的微卡服务器。”
“为什么这么晚?Xeon D今年2月份就推出了呀”,我追问到。
“因为我们希望有更多的CPU核心”,对方干脆的回答。
惠普的工程师再次强调,“ARMv8的架构在某些Web应用负载方面的表现的确不错,但x86的生态环境是ARMv8短时间难以企及的,我们本身并没有倾向性,而是出于客户的需求来研发产品,所以也向英特尔反馈了我们基于x86应用平台的意见,因此我们现在不急于推出Xeon D的产品。”
由此看来,现实的用户需求中(至少在美国),Xeon D的核心数量(最高8核)还不能满足需求,或者说与现有的主流产品之间的差别并不明显。而从惠普的表态中,我们可以得知,明年年初Xeon D就将迎来第二代产品,核心数量应该至少有1.5倍的提升,但对此惠普工程师不肯透露更多的信息。
既然话题集中在了核心数量上,那么再来看看另一款ARMv8处理器,来自CAVIUM的ThunderX 产品家族(型号CN88xx),它共有4个系列组成:1、面向主流云与Web应用系统平台的ThunderX_CP系列;2、面向存储系统平台的ThunderX_ST系列;3、面向安全系统平台的ThunderX_SC系列;4、面向网络虚拟化、NFV等高级网络应用平台的ThunderX_NT。
不管哪个系列的ThunderX处理器,最大计算核心数量均为48个(最小24个),主频最高2.5GHz,单颗CPU可支持4通道DDR3/DDR4内存,最大内存容量512GB,并根据不同的应用场景,相关ThunderX系列也在网络(如10/40/100G)、存储(SATA)和I/O接口(PCIe)的集成规格与数量上进行了不同调整。在ARM公司的展台上我看到了,来自CAVIUM公司基于最为通用的ThunderX_CP系列的两款参考设计。
CAVIUM ThunderX_CP系列处理器针对1U单CPU服务器的StratusX参考设计,可以看出采用2601球BGA封装(要知道英特尔至强E5v3封装引脚数量才有2011个)的ThunderX_CP处理器芯片面积非常巨大
CAVIUM ThunderX_CP系列处理器针对2U4节点服务器的CirrusX参考设计(单节点双CPU)
据ARM展台的工作人员介绍,CAVIUM的产品在客户的试用中取得了很好的反馈,48核ARMv8的设计、集成的10/40G LAN控制器让高密度高可扩展的Web应用负载受益匪浅,是Web前端与应用平台解决方案的有力竞争者。不过,现在仍然没有看到主流服务器厂商的采纳。我就此问题也问过惠普Moonshot展台的人,他们告诉我没有相关的采用计划,而在CAVIUM给出的参考设计中,也可以看它的产品主攻的市场也并非在微卡服务器。
在笔者的参观中,另一个询问的重点在于ARMv8的生态建设,大家都表示基础的Web应用平台均已经不是问题,比如在操作系统方面,AMD的Opteron A1100已经获得了Fedora 21(RedHat支持)、OpenSUSE 13.2、KVM、Xen ARM(包括Citrix的XenServer)的支持,主流的Apache Web 服务器、Tomcat 应用服务器、MySQL、OpenStack、Hadoop等也都不是问题,至于编译器与编程环境也支持大多数的主流产品,如GCC、Linaro GCC、LLVM 3.5、PHP、Perl、Ruby、OpenJDK、Oracle JVM等。
但是,对比了几家公司产品对软件平台的支持情况之后,给了我另一个深刻的印象——目前支持ARMv8的处理器厂商众多,但似乎没有一个操作系统平台是通吃的,这可能就是硬件平台众多, 开源软件平台众多之后所造成的必然现象吧。比如Opteron A1100的支持列表中没有Ubuntu,而HP ProLiant m400只支持Ubuntu,ThunderX支持的最多,除了上面提到的,还包括Red Hat Early Access for ARMv8。在虚拟化平台方面也是如此,几方给出的支持信息似乎也并不统一。当然,这是一个新平台早期必然的经历,ARM生态环境建设的一个重点也在于此。不过我估计在未来很长一段时间里,ARMv8平台的购买者可能都必须要提前做好充分的调研,以确定你想要的应用环境与你所想购买的ARM平台是相匹配的。相对的,英特尔在x86市场中的一家独大,倒也省心了,从用户与基础软件平台角度来说,它就意味着标准与环境的统一。
总而言之,ARMv8服务器已经离我们越来越近了,其实很多人都不知道,HP ProLiant m400已经上市快一年了,并有了不少客户案例,它的确已经不再是纸上谈兵的东西。虽然按照ARM阵营早期的说法,2014年本应该就是ARMv8大展宏图的一年,然而到了今天仍然是蠢蠢欲动的状态,不过从这次笔者观展的经历上来看,ARMv8的总体实力与势力虽然还远不如x86强大,可确实正在逐渐形成一股气势。身为Linux领域龙头老大的RedHat,在本届峰会期间就明确了对ARM生态的支持,相信不久之后就会推出RHEL(RedHat Enterprise Linux)的ARM版本,它推出的时候也可以说就是ARMv8基础平台软件环境已经完善补齐的标志。另一方面,基于全新Cortex-A72架构的处理器应该在今年年底或明年出现,因此可以预计在2016年,就将是ARMv8服务器真正起势的一年……
此时,我想到了惠普展台工程师的话——明年年初会推出采用更多核数的Xeon D,这会不会是IT大佬们幕后的私密相约呢?但不管怎样,或许明年就将是真正的x86 VS ARMv8的元年,让我们静候好戏上演!