Bộ mặt mới của máy chủ

Tuần trước chúng tôi đã nghe ba thông báo rằng cùng nhau có thể có ảnh hưởng lớn đến các máy chủ sẽ trông như thế nào trong những năm tới. Đầu tiên, Intel công bố các bản cập nhật cho gần như toàn bộ dòng vi xử lý máy chủ của mình. Sau đó, HP tuyên bố họ sẽ vận chuyển các máy chủ đầu tiên trong họ máy vi tính Project Moonshot, cho phép nhiều loại máy chủ nhỏ khác nhau. Cuối cùng, IBM đã tiết lộ sáng kiến ​​Flash Ahead của mình, một kế hoạch tăng cường sử dụng bộ lưu trữ flash trong các máy chủ, dẫn đầu bởi một hệ thống lưu trữ flash toàn bộ mới. Cá nhân, mỗi người đều thú vị, nhưng kết hợp lại với nhau, họ cho rằng thế giới máy chủ đang thay đổi đáng kể.

Một điều cần lưu ý là không giống như PC, doanh số máy chủ vẫn khá mạnh. Gartner cho biết doanh thu máy chủ dự kiến ​​sẽ tăng 3, 5% so với năm 2013, với các lô hàng tăng 4, 9%. Nhưng trong đó, có một số thay đổi lớn. Ngày càng nhiều, các công ty quy mô Web lớn nhất đang thiết kế máy chủ của riêng họ, thường có các nhà máy lớn Đài Loan (nhà sản xuất thiết kế ban đầu) tạo ra các máy chủ tùy chỉnh chỉ dành cho họ.

Bộ xử lý mới của Intel

Trong các thông báo tuần trước, dòng máy chủ mới của Intel ở một số khía cạnh thông thường nhất. Công ty đã cho thấy các chip mới trên một phạm vi rộng lớn cho các máy chủ, từ các chip Atom nhắm vào máy siêu nhỏ cho đến Xeon E7, nhắm vào các máy bốn đến tám ổ cắm khổng lồ.

Công ty đã thông báo rằng các phiên bản cụ thể của bộ xử lý Atom 1200, được gọi là Centerton, hiện đã có sẵn và là một phần của sự ra mắt HP Moonshot. Đây là dòng vi xử lý lõi kép 32nm, sẽ có dải tốc độ từ 1.6GHz đến 2.0GHz và có công suất thiết kế nhiệt (TDP) từ 6.1 đến 8.5 watt; nó có thể giải quyết tối đa 8GB RAM, hơn nhiều thiết kế chip microserver cạnh tranh.

Điều này sẽ được tiếp nối sau đó trong năm với chip phiên bản 22nm có tên Avoton, được xây dựng trên một kiến ​​trúc vi mô mới được gọi là Silvermont. Intel cho biết điều này sẽ mang lại sự cải thiện hiệu suất 50% và sẽ bao gồm bộ điều khiển Ethernet tích hợp. Công ty cũng công bố Briarwood, phiên bản 32nm nhắm vào thị trường lưu trữ và Rangely, phiên bản 22nm sắp tới nhắm vào cơ sở hạ tầng mạng và truyền thông.

Đối với các máy chủ truyền thống nhỏ, Intel đã nói về phiên bản tiếp theo của gia đình Xeon E3, 22nm dựa trên kiến ​​trúc Haswell dự kiến ​​sẽ xuất hiện trong các bộ phận máy tính để bàn và máy tính xách tay Core trong vài tháng tới. Giống như E3 hiện có dựa trên kiến ​​trúc Sandy Bridge, E3-1200 v3 mới chủ yếu là chip máy tính để bàn được tái sử dụng cho các máy chủ ổ cắm nhỏ, đơn. Nó sẽ có sẵn vào cuối năm nay trong các phiên bản lõi kép và bốn lõi. Intel cho biết TDP thấp nhất sẽ là 13 watt, giảm so với các phiên bản trước.

Bộ xử lý tôi thấy nhiều nhất trong các máy chủ nhắm vào thị trường doanh nghiệp truyền thống là Xeon E5, được thiết kế cho các máy chủ ổ cắm đơn và ổ cắm kép. Đặc điểm của dòng là Xeon E5, chiếm hầu hết các máy chủ của công ty. Phiên bản hiện tại dựa trên một thiết kế được gọi là Sandy Bridge-EP và có tới sáu lõi. Intel tuần trước cho biết một phiên bản 22nm, được gọi là Ivy Bridge-EP, sẽ có mặt trong quý ba và sẽ có tới tám lõi.

Cuối cùng, đối với bản cao cấp, Intel đã công bố một phiên bản mới của Xeon E7 với tối đa 10 lõi, nhắm vào các máy chủ bốn và tám ổ cắm. Bộ xử lý này, được gọi là Ivy Bridge-EX, sẽ ra mắt vào quý IV và sẽ cho phép lên tới 12TB RAM trong cấu hình tám bộ xử lý.

Những gì đưa điều này đến một cấp độ khác là thông báo của Intel về kế hoạch cho kiến ​​trúc quy mô giá đỡ mới với thiết kế bao gồm các mô-đun cấp hệ thống con riêng biệt cho CPU, bộ nhớ, lưu trữ và kết nối mạng, với cấu trúc quang tử và máy chủ riêng. Ý tưởng, như là điển hình với các thiết kế như vậy, là một thiết kế máy chủ dày đặc hơn nhưng linh hoạt hơn. Chúng tôi đã thấy rất nhiều nhà sản xuất riêng lẻ công bố các hệ thống rack riêng của họ và gần đây là một cách tiếp cận cởi mở hơn (được gọi là Open Rack), vì vậy sẽ rất thú vị để xem liệu Intel có thể tạo ra bước tiến với thiết kế của riêng mình hay không.

Moonshot của HP

Thông báo của HP tuần trước về sự sẵn có của các mục đầu tiên trong các máy chủ Project Moonshot của nó có phần phản trắc vì chúng ta đã biết các sản phẩm này sẽ sử dụng chip Intel Atom 1200 (đôi khi được gọi là "Centerton"). Tuy nhiên, khái niệm này chắc chắn là hấp dẫn.

Trong đợt chào bán đầu tiên, được gọi là vỏ máy chủ Moonshot 1500, sẽ là một thiết bị 4.3U có thể phù hợp với 45 hộp mực máy chủ dựa trên nguyên tử. HP đã chạy các máy chủ Moonshot trên trang web của mình và cho biết việc chạy toàn bộ trang web trên các máy chủ đó chỉ nên lấy năng lượng theo yêu cầu của 12 bóng đèn 60 watt. Nhìn chung, công ty cho biết các máy chủ Moonshot nên sử dụng năng lượng ít hơn tới 89%, không gian ít hơn 80% và chi phí thấp hơn 77% so với máy chủ truyền thống.

HP sẽ cung cấp các hộp mực máy chủ trong tương lai dựa trên các kiến ​​trúc khác nhau bao gồm các bộ xử lý Intel khác, từ AMD và có lẽ thú vị nhất là các nhà cung cấp máy chủ dựa trên ARM, bao gồm cả ApplicationMicro, Calxeda và Texas Cụ.

Xung quanh thông báo, ApplicationMicro cho biết X-Gene của họ sẽ là SoC 64-bit ARM đầu tiên, có tám lõi hiệu năng cao hoạt động ở tần số lên đến 2, 4 GHz. Calxeda cho biết các máy chủ của họ sẽ có bốn bộ xử lý ECX-1000, tốc độ 1, 4 GHz, mỗi bộ có 4GB DRAM bộ nhớ địa chỉ.

Chúng tôi đã thấy một số máy chủ dựa trên ARM gần đây, nhưng nó cũng có thể cần một nhà cung cấp lớn như HP để làm cho điều này trở nên chính thống hơn nhiều. Các máy chủ ARM ngày nay thường có dung lượng bộ nhớ hạn chế hơn so với máy chủ Intel (vì hầu hết là 32 bit, đứng đầu là 4GB), nhưng các phiên bản bộ xử lý ARM 64 bit đang có bộ nhớ địa chỉ tốt hơn nhiều. Những người ủng hộ ARM nói về việc cung cấp hiệu suất máy chủ với các yêu cầu năng lượng ít hơn nhiều, mặc dù Intel và AMD cũng đang làm việc để giảm việc sử dụng năng lượng X86.

Cho đến nay, các máy siêu nhỏ như vậy dường như được dự đoán rộng rãi nhất cho các ứng dụng như chạy các trang web, vốn có xu hướng chuyên sâu hơn IO so với ràng buộc của bộ xử lý. Nếu kinh tế học có thể hoạt động trên các ứng dụng lớn hơn, thì đó có thể là một công cụ thay đổi trò chơi thực sự.

IBM đi tất cả Flash

Cuối cùng, thứ Năm tuần trước tôi đã tham dự một sự kiện mà IBM tuyên bố rằng bộ nhớ flash đang ở "điểm bùng phát", làm cho tất cả các hệ thống flash trở nên kinh tế và thiết thực cho nhiều ứng dụng. Công ty tuyên bố sẽ chi 1 tỷ đô la cho nghiên cứu và phát triển cho các giải pháp dựa trên flash và cho biết họ đang thiết lập một tá "trung tâm năng lực" để chạy các kịch bản bằng chứng để thể hiện hiệu suất của flash.

Nhưng sản phẩm hữu hình nhất là một dòng mảng lưu trữ bộ nhớ flash mới dựa trên công nghệ mà công ty mua lại từ Texas Memory Systems. Đây là các đơn vị 1U vừa với giá đỡ máy chủ, với mỗi đơn vị có khả năng chứa 12 mô-đun 2TB. Điều đó có nghĩa là mỗi đơn vị có thể lưu trữ tới 20TB bộ nhớ flash ở RAID 5 hoặc 24TB flash tại RAID 0. Một giá đỡ có thể chứa tới một petabyte dung lượng lưu trữ flash. Đó là rất nhiều.

Các mô hình cụ thể bao gồm FlashSystem 820 và 810 dựa trên flash "eMLC" và FlashSystem 720 và 710 dựa trên flash SLC giá cao hơn. (IBM cho biết flash MLC dành cho doanh nghiệp tốt cho 30.000 chu kỳ đọc-ghi, trong khi SLC tốt cho 100.000 chu kỳ như vậy. Bộ nhớ flash NAND thực tế đến từ Toshiba.)

Steve Mills, phó chủ tịch cấp cao và điều hành nhóm về phần mềm và hệ thống của IBM, lưu ý rằng trong 10 năm qua, hiệu suất CPU đã được cải thiện từ 8 đến 10 lần, hiệu suất DRAM từ bảy đến chín lần, tốc độ mạng 100 lần và tốc độ bus 20 lần, nhưng tốc độ đĩa chỉ tốt hơn 1, 2 lần. Với đèn flash, anh ấy nói, bạn có thể nhận được độ trễ ổn định hơn xuống tới 100 micro giây và do đó hiệu suất ổn định hơn.

Cũng quan trọng như vậy, ông cho biết chi phí hệ thống tổng thể cho một hệ thống lớn với đèn flash có thể thấp hơn tới 30% so với hệ thống có bộ lưu trữ tiêu chuẩn do chi phí điện năng và môi trường thấp hơn, sử dụng bộ nhớ cao hơn, cần ít máy chủ hơn và do đó thấp hơn phí bảo trì và giấy phép phần mềm.

Ông lưu ý rằng trong khi các đĩa giá rẻ trong hệ thống lưu trữ doanh nghiệp có thể chỉ có giá 2 đô la mỗi gigabyte, thì các đĩa hiệu suất cao có thể có giá 6 đô la mỗi gigabyte. Đối với các ứng dụng liên quan đến hiệu năng, cao cấp nhất, ổ cứng có thể có giá từ 30 đến 50 đô la mỗi gigabyte vì các ứng dụng sẽ chỉ sử dụng các cạnh ngoài của ổ đĩa để giảm thời gian di chuyển của đầu ổ cứng. Ngược lại, giá đường phố của FlashSystems mới của IBM sẽ vào khoảng 10 đô la mỗi GB, điều này làm cho chúng hiệu quả hơn. (Rõ ràng, giá lưu trữ doanh nghiệp cao hơn nhiều so với bộ nhớ thô hoặc đĩa cấp độ người tiêu dùng.)

Một bản demo đã so sánh một hệ thống với 4 đơn vị FlashSystem 820 chạy trên máy chủ Power 780 với 128 lõi và DB2 với cấu hình tương tự với 18 giá đỡ với 5000 ổ cứng hoặc tám kệ lưu trữ thông thường hơn, bao gồm 2500 ổ cứng và 128 ổ SSD . IBM tuyên bố hệ thống flash sử dụng ít năng lượng hơn 37 lần và chi phí thấp hơn 11 lần. Hệ thống flash cung cấp hơn 43.000 giao dịch mỗi phần và hơn 1, 3 triệu IOP. IBM tuyên bố một giá đầy đủ của các máy chủ có thể cung cấp tới 22 triệu IOP.

Một loạt khách hàng đã nói về việc sử dụng các phiên bản đầu tiên của hệ thống, bao gồm đại diện của Sprint, Kroger, Thomson Reuters và Vion Corporation (bán hệ thống cho các cơ quan chính phủ). Không có gì đáng ngạc nhiên, họ đã nói về việc cải thiện thời gian phản hồi trong khi giảm mức tiêu thụ không gian và năng lượng.

Nhìn chung, họ đồng ý rằng vẫn còn một nơi lớn để lưu trữ truyền thống nhưng các mảng toàn flash có ý nghĩa ở nhiều nơi hơn so với nhận thức chung.

Thị trường máy chủ thay đổi

Tổng hợp lại, ba thông báo này (và các kế hoạch tương tự khác mà chúng tôi đã nghe trong vài tháng qua) chỉ ra cách thị trường máy chủ có thể thay đổi trong vài năm tới. Lần lượt những điều này sẽ dẫn đến tất cả các loại câu hỏi mới cho các công ty muốn triển khai máy chủ.

Có nhiều thông báo về giá và vải mới: AMD có Freedom Fabric như là một phần của việc mua lại SeaMicro; Intel đã có thông báo trong tuần này; và tổ chức Open Compute có tiêu chuẩn Open Rack. Các nhà cung cấp máy chủ riêng lẻ có các giải pháp độc quyền của riêng họ, bao gồm cả HP với các máy chủ Moonshot và với các giải pháp giá đỡ lâu đời, cạnh tranh với các dịch vụ của IBM, Dell và Cisco. Điều này sẽ mang lại nhiều cạnh tranh hơn trong các thiết kế này.

Chúng ta đã từng thấy các loại bộ xử lý máy chủ mới, không chỉ các chip cao cấp, mà giờ đây còn có các bộ xử lý chính thống hơn và thậm chí cả các bộ xử lý công suất thấp nhắm vào máy siêu nhỏ. Thị trường chính có thể không hoàn toàn bị chi phối bởi x86 như trước đây, vì các chip máy chủ dựa trên ARM mới xuất hiện trên thị trường. Các công ty sẽ phải xác định loại bộ xử lý nào sẽ chứng minh là phù hợp nhất cho các ứng dụng cụ thể.

Lưu trữ flash đã đạt được vị trí, mặc dù trong trung tâm dữ liệu, chủ yếu là bảng bổ trợ phía máy chủ hoặc là tầng thấp hơn trong mảng lưu trữ nhiều tầng. Bây giờ tất cả các giải pháp flash đang ngày càng cạnh tranh. Trong khi đó, với bộ xử lý máy chủ có thể xử lý nhiều RAM hơn, chúng ta có thể sẽ thấy các giải pháp trong bộ nhớ hoàn chỉnh hơn.

Cho đến gần đây, hầu hết các công ty mua một máy chủ phần lớn có số lượng lựa chọn khá hạn chế: máy chủ rack hoặc tiêu chuẩn; ổ cắm kép hoặc bốn; Cisco, Dell, HP, IBM hoặc một số nhà cung cấp nhỏ hơn; và bộ xử lý Intel nào phù hợp với hóa đơn. Bây giờ sẽ có nhiều tùy chọn hơn và nhiều lựa chọn hơn và kết quả sẽ thay đổi số lượng máy chủ trung tâm dữ liệu được thiết kế.