追随低碳潮流,微型服务器大有希望
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目前数据中心在社会生活中正扮演着越来越重要的角色,但其运算能力在逐年提升的同时,也因能耗的急速增加而饱受诟病。最新的统计显示,现在数据中心的能耗费用已经超过了初期的硬件采购成本,以至于数据中心的拥有者在选址时会将当地的电费、有无发电站作为首要考虑因素。因此如何降低服务器的耗电量就成为硬件厂商的重要设计目标,在这种情况下,微型服务器(Micro Server)走进了大家的视野!
微型服务器乃何方神圣
也许大家最开始接触到微型服务器的概念是在2009年的IDF大会上——在这次IDF大会上,英特尔第一次正式提出微型服务器的概念。实际上,微型服务器的概念并不是英特尔最先提出的,甚至在英特尔之前就有服务器厂商推出了微型服务器产品。不过最先强调和明确提出微型服务器概念的还是英特尔。

相对于传统的服务器,微型服务器是一种针对共享基础设施的服务器产品类别。它有点类似于刀片服务器,但个头要小许多。微型服务器的每块主板带有一颗处理器和四个内存DIMM,可以直接插到服务器底板上,而微型服务器主板的尺寸甚至比一款高端显卡还要小。

比如在一个2U高的机箱中最多可以插入18台微型服务器,相当于18台1U的机架式服务器的工作能力,其密度之高不言而喻。之所以能做得这么小,是因为微型服务器省去了很多普通机架式服务器中不重要的部分。提到微型服务器,可能会让人想到刀片服务器,因为微型服务器看起来跟刀片服务器极为相似。微型服务器与刀片服务器的区别主要在于,刀片服务器系统是一种计算架构,使用者可以在上面进行应用集中管理,也可以通过一个统一的界面管理存储、网络和计算。而微型服务器是一种安装简单且成本较低的系统,同时拥有开放接口,彻底摒弃了刀片服务器需要专用接口的弊端。
微型服务器的应用价值
微型服务器的出现是顺应“绿色低碳”时代发展潮流的产物。众所周知,绿色节能已成为用户选择服务器产品的重要因素之一。一方面不少机房已经开始限制服务器的功耗,另一方面很多服务器的利用率都不足15%,虽然不少企业通过采用虚拟化技术,希望提高服务器的利用率,以间接达到节能的目的。不过,虚拟化的门槛较高,虚拟化对技术、资金的要求并不是任何一个企业都可以承受得了的。
微型服务器的设计理念是将服务器组件安装在紧凑的机箱内,运行相对有限的工作负载,从而保证服务器高水平的利用率。这种方式是对未虚拟化的传统服务器的颠覆,因为在有限的空间内可以尽可能多地利用能源,而用户又不用花费大笔的资金或重新培训所有的系统管理员来支持虚拟机。从英特尔的策略来看,微型服务器主要定位于那些运营级服务提供商、服务器需要大量工作或进行大规模网络计算的网站企业。像Google、网络游戏服务商以及网站托管服务提供商都可能会成为微型服务器的大客户。目前互联网数据中心面临的挑战主要是相对较小的、独立的任务,如搜索、社交网络、查看网页和电子邮件等。大容量服务器无法适应这种变化,现在服务器的容量和互联网的需要还不匹配,这是服务器电力消耗快速增长的主要原因,服务器的设计优化,对于数据中心的未来发展是必要的。
在这方面的业务应用中,拥有独立处理器的微型服务器集群有可能比使用多核心超线程处理器的大型服务器更高效,更容易控制成本。微型服务器最可能充当的角色是那些专门运行极其轻量级的应用程序,却需要服务大批量用户的应用设备,比如运行一个在线游戏平台的登录界面:当一个游戏应用已经跑在一台成熟的服务器上,再用一整台服务器来跑登录界面实在是太浪费了。另外,对财政预算非常紧张的中小企业来说,它们在选购服务器时考虑更多的是必须能够负担得起费用,那么微型服务器无疑是不错的选择。
英特尔力顶微型服务器
对于微型服务器来说,也许小尺寸的主板和机箱都容易设计,但要想实现更高的效能比,处理器就成了这类产品的关键。英特尔作为微型服务器的倡导者,它已经针对微型服务器制定了相应的处理器产品计划:从2011年至2012年期间,英特尔将针对微型服务器市场推出热设计功耗从最高45W到最低不足10W的四款新型处理器。
附表1 英特尔将推出的四款新型至强处理器


其中打先锋的是来自至强家族的E3-1260L、E3-1220L两款处理器。E3-1260L和E3-1220L是在Xeon 3000系列基础上推出的低功耗处理器,具备服务器级别特性,包括 64 位兼容性、英特尔虚拟化技术、错误检查和纠正等。以此为基础的微型服务器将采用单插座设计,从而在单位体积内尽可能地封装更多的处理器,同时将散热器和ECC内存模块也集成在一起。性能是微型服务器的关键设计指标,服务器厂商们还可以考虑选用至强E3-1200家族中的其他产品,当然这需要付出一定代价——功耗略高。
针对部署在各个节点上、处理要求较低的应用,且要求最低功耗和最高密度的解决方案,英特尔还将推出基于Atom凌动处理器微架构、功耗不足10W的服务器处理器。Atom处理器可以说是英特尔历史上体积最小和功耗最小的处理器。在保持与酷睿2双核指令集兼容的同时,Atom处理器还支持多线程处理,设计功耗仅为0.6W到2.5W,而主频能达到1.8GHz,完全可以满足某些工作负载的要求。但Atom在服务器方面的应用依然存在较多问题,例如可支持的最大内存较小、各个处理器之间位宽较低以及产品种类较少等。针对这些问题,英特尔将对Atom进行改进,并计划在2012年将新Atom引入到微型服务器领域。
除了英特尔外,其他处理器厂商也开始致力于研发低能耗处理器产品。目前,AMD正在研发用于服务器的Fusion芯片,这种低功耗处理器也成为一些微型服务器厂商考虑的对象。而ARM用于智能手机及平板电脑的低功耗处理器也将有望应用到微型服务器上,NVIDIA今年初也宣布了丹佛(Denver)计划, 研发基于ARM架构的CPU,用于PC和服务器。不过,以上处理器方案都还只是微型服务器的初级解决方案,未来让微型服务器真正能在性价比上制胜的武器应该是众核处理器这样的产品。众核处理器采用以总线或交换开关为基本互连架构的多核设计,处理器简化了许多硬件功能(如L2缓存、电源管理等),将这些复杂的工作全移交给软件层,可以在保持低功耗的基础上整合更多的处理内核来达到更高的性能。
服务器厂商快速跟进
英特尔正在构建微型服务器评估实验室,预计从今年第三季度开始,开发者们就能够访问,在一系列基于英特尔处理器的微型服务器上分析自己软件的性能。在这里,他们将能够评估最适合自身使用模式和应用的解决方案。通过在基于英特尔架构的系统上进行开发,服务提供商可借助跨越多条产品线的通用指令集和软件兼容性获得巨大优势。目前已经有不少服务器厂商对微型服务器感兴趣。
在服务器厂商方面,戴尔可以算是微型服务器领域的先行者。早在2009年,戴尔就推出了一款XS11-VX8微型服务器,这款服务器同样采用了像英特尔那样的设计,将数个微小的服务器装在一个大的类似于传统机箱的空间里。只不过戴尔的这台微型服务器采用了功耗更低的威盛凌珑U2250上网本处理器,而服务器系统的闲置功耗也仅为15W,满载功耗大约为25W。值得一提的是,戴尔不久前也发布了基于至强E3-1260L和至强E3-1220L平台的PowerEdge C5220微服务器,同时推出的还有基于AMDPhenom或者速龙平台PowerEdge C5125的微型服务器。既然有人敢先吃螃蟹,那就必然有人跟风。
除了戴尔,还有众多的厂商也看到了微型服务器所带来的机遇,另一家厂商SeaMicro公司也推出了基于英特尔上网本处理器Atom的微型服务器产品——SeaMicro SM10000-64。SeaMicro目前是极少数把上网本处理器应用到服务器上的公司之一。去年6月该公司就展示了搭配512 颗Atom Z530单核处理器的SM10000-64,而最新的SM10000-64则搭载了256颗Atom N570处理器。而惠普也针对中小企业推出了基于AMD双核速龙处理器的ProLiant微型服务器系统。
不过,微型服务器尚处在市场开拓阶段,刚刚萌芽。它无论在标准、产品可选性和技术上都尚不成熟,微型服务器要想受到更多企业用户的青睐,还有较长的路要走。