大型主機(jī)、Unix小型機(jī)、客戶機(jī)/x86標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器,今天的企業(yè)級(jí)基礎(chǔ)計(jì)算平臺(tái)市場(chǎng)不僅包含這些人們耳熟能詳?shù)?a target="_blank">產(chǎn)品,“集成系統(tǒng)、一體化參考架構(gòu)、微服務(wù)器”等字眼正越來越多地出現(xiàn)在商用環(huán)境中。伴隨移動(dòng)計(jì)算、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)應(yīng)用等新技術(shù)趨勢(shì)共生的是多元化、復(fù)雜度更高的應(yīng)用負(fù)載環(huán)境。惠普公司高級(jí)副總裁、企業(yè)集團(tuán)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器與軟件產(chǎn)品部總經(jīng)理Mark Potter認(rèn)為,在高度互聯(lián)、多終端接入的IT生態(tài)中,快速擴(kuò)展的機(jī)架設(shè)備是數(shù)據(jù)中心面臨的一方面挑戰(zhàn)。與此同時(shí),復(fù)雜度更高、混合式的應(yīng)用負(fù)載環(huán)境也意味著計(jì)算平臺(tái)中傳統(tǒng)的通用架構(gòu)將難以滿足多樣化的應(yīng)用需求。如何在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間為特定的工作負(fù)載提供合適的計(jì)算能力?這一課題顯然是計(jì)算平臺(tái)革新的核心驅(qū)動(dòng)力。
需求與效益雙驅(qū)動(dòng)
目前,業(yè)界普遍達(dá)成的一種共識(shí)是低功耗、高能效正日益成為基礎(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)演進(jìn)過程中重要的發(fā)展方向。由于超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心部分工作負(fù)載在本質(zhì)上具有分布式、硬件熱插拔的特性,微服務(wù)器的應(yīng)用將成為一種趨勢(shì)。
就數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用環(huán)境而言,并非所有的工作負(fù)載都需要大量的計(jì)算或內(nèi)存資源,有些工作負(fù)載更多需要的是高I/O,要求系統(tǒng)具有實(shí)現(xiàn)高效率的大批量處理的能力。與傳統(tǒng)服務(wù)器不同的是,以低功耗處理器為核心的微服務(wù)器在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上采用的是多節(jié)點(diǎn)、高密度的設(shè)計(jì)思路,是面向Web應(yīng)用、分布式存儲(chǔ)和處理、離線數(shù)據(jù)分析等應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)的服務(wù)器。通過精簡設(shè)計(jì)剔除很多不必要的高級(jí)功能,微服務(wù)器可從容應(yīng)對(duì)輕量級(jí)工作負(fù)載。相比很多高級(jí)別的專屬服務(wù)器,它可以較好地勝任常規(guī)應(yīng)用。隨著公有云服務(wù)日益成為重要的IT交付手段,微服務(wù)器的需求也將隨著增長。尤其是在處理輕量級(jí)云服務(wù)工作負(fù)載的應(yīng)用場(chǎng)景方面,微服務(wù)器將能發(fā)揮更大作用。
微服務(wù)器的一個(gè)重要特征和設(shè)計(jì)初衷是不會(huì)浪費(fèi)多余的計(jì)算力。通常來說,微服務(wù)器的TDP熱設(shè)計(jì)功耗一般介于10W到45W之間。更低的能耗意味著更低的運(yùn)行成本、更高的單位美元工作負(fù)載效率。眾所周知,在整個(gè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營成本中,服務(wù)器的能耗成本占有相當(dāng)大的比例。因此,微服務(wù)器在單位機(jī)架空間內(nèi)的高密度和低功耗設(shè)計(jì)能在很大程度上提高數(shù)據(jù)中心的能效水平,并更加顯著地節(jié)省空間。
市場(chǎng)并不“微”
作為一個(gè)新興的服務(wù)器細(xì)分市場(chǎng),微服務(wù)器在業(yè)界并沒有完整和統(tǒng)一的定義。通常而言,微服務(wù)器是一種通用型服務(wù)器,在單個(gè)主板上往往提供單個(gè)或者多個(gè)微處理器,其功耗低于45W。
微服務(wù)器往往與其它設(shè)備共享電源、散熱和線纜等,在微服務(wù)器集群中可實(shí)現(xiàn)超高密度計(jì)算。IDC分析師Reuben Miller表示:“微服務(wù)器這個(gè)類別很難界定。微服務(wù)器的主要特征是聚合大量處理器,在高密度計(jì)算環(huán)境中可以隨需擴(kuò)展性能,并具有很低的功耗,且不需要太多存儲(chǔ)?!?/p>
來自IHS iSuppli的報(bào)告顯示,得益于移動(dòng)計(jì)算和云計(jì)算帶來的新數(shù)據(jù)中心服務(wù)的持續(xù)增長,微服務(wù)器的出貨量將實(shí)現(xiàn)三倍增長。IHS的計(jì)算平臺(tái)高級(jí)分析師 Peter Lin估計(jì),2013年微服務(wù)器的出貨量將達(dá)到29.1萬臺(tái),在2012年8.8萬臺(tái)的基礎(chǔ)上增長230%,而2011年微服務(wù)器的出貨量僅為1.9萬臺(tái)。到2016年底,這一數(shù)字將有望增長到120萬臺(tái)。就服務(wù)器整體市場(chǎng)而言,微服務(wù)器在2011年僅占整體市場(chǎng)份額的0.2%,但預(yù)計(jì)到2016年,微服務(wù)器將占據(jù)整體服務(wù)器市場(chǎng)的10%,實(shí)現(xiàn)50倍規(guī)模的增長。另外,從2011到2016年,微服務(wù)器年度復(fù)合增長率為130%,遠(yuǎn)高于26%的整體服務(wù)器市場(chǎng)增長率。在此期間,微服務(wù)器的年度出貨量將實(shí)現(xiàn)接近3倍的增長速度。
而據(jù)IDC預(yù)測(cè),未來3年全球微服務(wù)器的銷量將占服務(wù)器總量的15%。中橋國際調(diào)研咨詢總經(jīng)理兼首席分析師王叢表示:“開源、云計(jì)算將為微服務(wù)器提供快速增長的空間,微服務(wù)器在電商、云服務(wù)供應(yīng)商、互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)領(lǐng)域?qū)⒂袕V闊的應(yīng)用前景和機(jī)會(huì),但在傳統(tǒng)的企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用中仍面臨很大挑戰(zhàn)。鑒于不同于傳統(tǒng)服務(wù)器的銷售、服務(wù)模式以及數(shù)量計(jì)算方式,未來5年微服務(wù)器的整體市場(chǎng)份額或?qū)⒃鲩L至20%?!?br />
傳統(tǒng)格局或?qū)㈩嵏玻?/strong>
時(shí)鐘撥回到2009年,英特爾在業(yè)界率先提出了微服務(wù)器這一概念。今天,從至強(qiáng)平臺(tái)到首款適用于服務(wù)器的64位系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)凌動(dòng)處理器S1200系列,英特爾不斷將其全線處理器芯片的性能功耗比推向新的高度。Forrester 分析師 Richard Fichera 表示,2013年下半年,基于22nm制程技術(shù)和全新微架構(gòu)“Silvermont”基礎(chǔ)開發(fā)的“Avoton”第二代凌動(dòng)處理器的面世將為微服務(wù)器市場(chǎng)注入強(qiáng)大動(dòng)力。另一方面,不斷加速的ARM處理器商用進(jìn)程也將為市場(chǎng)和用戶提供更多高能效解決方案選項(xiàng)。
ARM陣營強(qiáng)勢(shì)挑戰(zhàn)英特爾
在 2013年英特爾信息技術(shù)峰會(huì)期間,英特爾公司高級(jí)副總裁、數(shù)據(jù)中心及互聯(lián)系統(tǒng)事業(yè)部總經(jīng)理柏安娜曾對(duì)媒體表示,機(jī)架服務(wù)器、刀片服務(wù)器或微服務(wù)器等系統(tǒng)必須進(jìn)行整體更新,才能最大程度發(fā)揮處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等各個(gè)子系統(tǒng)的性能。英特爾正與阿里巴巴、百度、騰訊和中國電信等企業(yè)合作,測(cè)試部署并實(shí)施其一體化機(jī)柜式架構(gòu)。根據(jù)云服務(wù)提供商和超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的需求,英特爾正在開發(fā)幫助眾多OEM廠商開發(fā)和交付相關(guān)機(jī)柜解決方案的參考設(shè)計(jì)。從英特爾的布局不難看出,一體化基礎(chǔ)平臺(tái)和整合式參考設(shè)計(jì)所展現(xiàn)的是一種頂層設(shè)計(jì)的思路,數(shù)據(jù)中心的高效變革之路必然是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。
雖然在服務(wù)器市場(chǎng)上占據(jù) 90%以上的份額,英特爾在微服務(wù)器領(lǐng)域正面臨著來自ARM陣營的強(qiáng)勢(shì)挑戰(zhàn)。這種競爭格局在AMD宣布計(jì)劃開發(fā)基于ARMv8架構(gòu)的處理器之后顯得更加激烈。一方面,ARM所采取的獨(dú)特授權(quán)方式使得ARM陣營的諸多芯片廠商能夠更快速地部署市場(chǎng);另一方面,在單位瓦特、成本和體積的性能方面,ARM服務(wù)器有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)?!疤幚砥骱诵牟辉偈欠?wù)器市場(chǎng)中唯一的焦點(diǎn),更重要的是半導(dǎo)體廠商們與處理器核心集成在一起的IP(知識(shí)產(chǎn)權(quán))?!?ARM企業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)部經(jīng)理邵巍表示。顯然,ARM看中的是新一代架構(gòu)下整個(gè)生態(tài)環(huán)境的廣泛參與度。ARM中國區(qū)總裁吳雄昂告訴記者,在ARMv8架構(gòu)的開發(fā)過程中,ARM能通過市場(chǎng)中對(duì)于64位計(jì)算平臺(tái)不同的細(xì)分需求進(jìn)行定位。ARM獨(dú)特的商業(yè)模式意味著它在開發(fā)新一代架構(gòu)或者產(chǎn)品時(shí)能夠通過不同類型的客戶獲取反饋。
根據(jù)HIS的預(yù)計(jì),如果將微服務(wù)器從整個(gè)服務(wù)器市場(chǎng)的出貨量中拿掉,那么整個(gè)服務(wù)器行業(yè)的增長速度將慢一半??梢钥闯?,整個(gè)服務(wù)器產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)越來越向滿足特定任務(wù)和應(yīng)用的基礎(chǔ)平臺(tái)傾斜,市場(chǎng)上將出現(xiàn)更多高能效、高性價(jià)比的機(jī)器。
競爭格局撲朔迷離
在英特爾試圖憑借凌動(dòng)和低功耗至強(qiáng)芯片堅(jiān)守陣地之際,AMD/SeaMicro和ARM服務(wù)器芯片生產(chǎn)商嘉協(xié)達(dá)(Calxeda)、Applied Micro、Cavium、三星等都有可能得益于微服務(wù)器的應(yīng)用熱潮。在ARM公布的基于其64位ARMv8架構(gòu)的Cortex-A50產(chǎn)品家族的合作伙伴中,AMD無疑是最搶眼的一個(gè)。在密集與大規(guī)模并行計(jì)算的環(huán)境中追求更高的能效表現(xiàn),正是AMD選擇ARM架構(gòu)開發(fā)面向數(shù)據(jù)中心級(jí)的處理器的重要原因。
AMD 全球副總裁John Williams認(rèn)為,服務(wù)器市場(chǎng)目前正處于一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),對(duì)于創(chuàng)新具有廣泛的容忍度,這為產(chǎn)業(yè)涌現(xiàn)差異化解決方案帶來了機(jī)會(huì)?!皒86+ARM+APU的路線將通過多元化的芯片架構(gòu)提供無縫的計(jì)算解決方案,這意味著用戶可以將自己的工作負(fù)荷與最適合他們需求的服務(wù)架構(gòu)進(jìn)行匹配?!?John Williams表示,“在CPU或APU架構(gòu)內(nèi)使用ARM核心還是x86核心需要根據(jù)工作性質(zhì)而定,因?yàn)閿?shù)據(jù)中心的未來取決于為關(guān)鍵工作負(fù)荷而優(yōu)化的處理器解決方案。對(duì)ARM架構(gòu)服務(wù)器等差異化解決方案的新興需求很明顯地體現(xiàn)了這一點(diǎn)。ARM和APU高密度服務(wù)器解決方案是我們現(xiàn)有的x86架構(gòu)解決方案和路線圖的補(bǔ)充。”
可以看出,差異化正是ARM切入企業(yè)級(jí)計(jì)算市場(chǎng)的殺手锏。將ARM和x86整合至未來的企業(yè)級(jí)工作負(fù)載中更是一個(gè)宏偉的目標(biāo)。但是,搶在ARMv8架構(gòu)全面商用化的時(shí)間節(jié)點(diǎn)前,英特爾已經(jīng)進(jìn)一步完善和細(xì)化了其低功耗產(chǎn)品線。從產(chǎn)品路線的時(shí)間點(diǎn)看,其22nm制程工藝也領(lǐng)先于競爭對(duì)手。在惠普、戴爾等廠商紛紛推出基于ARM的服務(wù)器測(cè)試項(xiàng)目時(shí),英特爾在各種媒體場(chǎng)合總避免不了被問到“基于ARM的服務(wù)器以及基于低功耗處理器的微服務(wù)器蠶食其至強(qiáng)服務(wù)器芯片業(yè)務(wù)的可能性有多大”這樣的問題。顯然,凌動(dòng)S1200處理器、“Avoton”第二代凌動(dòng)處理器、惠普率先發(fā)布的基于凌動(dòng)處理器的Moonshot服務(wù)器是英特爾和x86陣營做出的回應(yīng)。
計(jì)算平臺(tái)路向何方?
目前,市場(chǎng)中已經(jīng)出現(xiàn)了多款微服務(wù)器,比如惠普前段時(shí)間發(fā)布的Project Moonshot System,它采用了英特爾凌動(dòng)Centerton架構(gòu)設(shè)計(jì)。戴爾則很早就推出了基于至強(qiáng)E3低功耗的PowerEdge C5220微服務(wù)器。作為全球首個(gè)采用ARM處理器平臺(tái)進(jìn)入數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的企業(yè),Calxeda也于2012年推出了第一代基于ARM Cortex-A9架構(gòu)處理器EnergyCore ECX-1000單芯片服務(wù)器。
但另一方面,對(duì)于Facebook和谷歌等公司而言,它們繞過了傳統(tǒng)服務(wù)器OEM廠商而采取了自行設(shè)計(jì)定制化服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心硬件的做法。它們大部分時(shí)間需要在一個(gè)廣泛的分布式環(huán)境下處理眾多輕量化計(jì)算任務(wù)。而且它們也有自己的技術(shù)專家團(tuán)隊(duì)來驅(qū)動(dòng)本地的軟硬件優(yōu)化從而更好地支持這些微服務(wù)器集群。大型Web 公司比如Facebook還對(duì)微服務(wù)器進(jìn)行了系統(tǒng)測(cè)試,而且多種微服務(wù)器設(shè)計(jì)也從其主導(dǎo)的Open Compute Project(開放計(jì)算項(xiàng)目)中誕生。
中國惠普有限公司副總裁、企業(yè)集團(tuán)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器產(chǎn)品部總經(jīng)理蕭建生認(rèn)為,開放系統(tǒng)、定制化和面向特定應(yīng)用的服務(wù)器是計(jì)算平臺(tái)重要的發(fā)展方向。微服務(wù)器在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上考慮到了ISP、云服務(wù)商、電信運(yùn)營商等領(lǐng)域的應(yīng)用環(huán)境和定制化需求。對(duì)于服務(wù)器設(shè)計(jì)而言,無論是采用ARM還是x86計(jì)算節(jié)點(diǎn),都將以面向細(xì)化和復(fù)雜的應(yīng)用負(fù)載為導(dǎo)向。
在市場(chǎng)中所有的微服務(wù)器產(chǎn)品中,涵蓋ARM和x86處理器的惠普Moonshot服務(wù)器無疑是其中的代表。
應(yīng)用優(yōu)化是核心
如果說AMD收購SeaMicro是其企業(yè)級(jí)計(jì)算平臺(tái)戰(zhàn)略走向差異化的開始,宣布加入ARM陣營并開發(fā)基于64位ARMv8架構(gòu)的處理器則更為本已膠著的微服務(wù)器市場(chǎng)又添了一把火。無論從計(jì)算平臺(tái)的演進(jìn)還是服務(wù)器廠商的產(chǎn)品思路來看,傳統(tǒng)市場(chǎng)中x86生態(tài)一統(tǒng)江湖的局面都將面臨挑戰(zhàn)。計(jì)算平臺(tái)正在走向?yàn)閼?yīng)用優(yōu)化的“應(yīng)變”之路。
站在2013年的時(shí)間點(diǎn)上,英特爾全新的低功耗處理器產(chǎn)品線和基于22nm制程技術(shù)的未來規(guī)劃將在很大程度上扭轉(zhuǎn)過去一年來市場(chǎng)中關(guān)于“ARM架構(gòu)在能效方面較x86具有明顯優(yōu)勢(shì)”的觀點(diǎn),其產(chǎn)品線的廣度和縱深更加完善。服務(wù)器廠商也將陸續(xù)推出基于凌動(dòng)平臺(tái)的微服務(wù)器重新教育市場(chǎng)。對(duì)于未來預(yù)期占服務(wù)器整體市場(chǎng)份額或?qū)⒏哌_(dá)20%的微服務(wù)器市場(chǎng),從處理器、服務(wù)器到軟件生態(tài)系統(tǒng),全產(chǎn)業(yè)鏈都日益關(guān)注這一市場(chǎng)并持續(xù)投入。
對(duì)于ARM陣營而言,企業(yè)級(jí)生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)是一條漫長而艱險(xiǎn)的道路,2014年大規(guī)模商用化的ARMv8架構(gòu)將是重要的節(jié)點(diǎn)。欣喜的是,ARM已經(jīng)獲得了 AMD、惠普、紅帽等生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)合作伙伴的支持。紅帽公司首席ARM架構(gòu)師Jon Masters表示,隨著工作負(fù)載多樣化、快速化地演變,超大規(guī)模計(jì)算的生態(tài)系統(tǒng)正逐漸形成。從開源社區(qū)到內(nèi)部項(xiàng)目,Linaro企業(yè)應(yīng)用組 (Linaro Enterprise Group,LEG)、紅帽的Fedora項(xiàng)目、支持64位ARM架構(gòu)的OpenJDK (Java)、兼容OpenStack云操作系統(tǒng)等表明業(yè)界對(duì)ARM在Linux環(huán)境中基礎(chǔ)軟件上的持續(xù)投入。此外,互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、開放計(jì)算項(xiàng)目等也將是 ARM生態(tài)系統(tǒng)走向成熟的重要推手。
市場(chǎng)中甚至出現(xiàn)了通過云端提供接入ARM服務(wù)器以開展相關(guān)的代碼測(cè)試和移植服務(wù)的新應(yīng)用類型(AaaS)。 Boston公司與軟件公司Ellexus合作,以幫助開發(fā)人員移植代碼到ARM服務(wù)器,并且Boston公司通過云端提供四核ARM處理器,用以測(cè)試移植過去的代碼。這使企業(yè)不再需要購買ARM服務(wù)器來測(cè)試代碼。
然而,市場(chǎng)中也有完全唱衰ARM在企業(yè)級(jí)市場(chǎng)前景的觀點(diǎn)存在。筆者認(rèn)為,ARM的優(yōu)勢(shì)在于其開放式生態(tài)環(huán)境中所包含的各種可能性。面向應(yīng)用負(fù)載優(yōu)化的基礎(chǔ)平臺(tái)設(shè)計(jì)是大勢(shì)所趨。可以預(yù)見的是,隨著ARM新一代架構(gòu)商用化的大規(guī)模到來,計(jì)算平臺(tái)的“應(yīng)變”之路將越走越寬,更多的解決方案將接受市場(chǎng)的檢驗(yàn)。
評(píng)論
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