RLX的刀片,采用的還是全美達(dá)(TRANSMETA)的處理器,其實按今天的標(biāo)準(zhǔn),它其實一個刀片PC,而不是刀片服務(wù)器

RLX刀片的機(jī)箱,這一模式的刀片在后來延續(xù)了很長時間

2006年2月,Blade.org組織成立,其目的是為了增加用戶可用刀片平臺解決方案的數(shù)量和加速推向市場的進(jìn)城。這是一個專注于加速IBM刀片服務(wù)器平臺開發(fā)和采用的合作機(jī)構(gòu)和開發(fā)社區(qū)。

當(dāng)一個板卡中包括處理器、內(nèi)存、I/O和非易失性存儲(閃存或者小體積硬盤)的時候,刀片服務(wù)器這個命名就出現(xiàn)了。這讓制造商可以在一個板卡或者刀片中封裝帶有操作系統(tǒng)和應(yīng)用的完整服務(wù)器。然后這些刀片可以在一個常見機(jī)箱內(nèi)獨(dú)立運(yùn)作,更有效地運(yùn)行多個服務(wù)器設(shè)備。除了這種封裝顯著的優(yōu)點以外,由于共享了通用基礎(chǔ)架構(gòu)來支持整個機(jī)箱,而不是為每個服務(wù)器提供資源,因此能源、冷卻、管理和網(wǎng)絡(luò)效率將有所提高。

根據(jù)分析公司IDC的統(tǒng)計數(shù)據(jù),刀片市場的主要參與者包括惠普和IBM。其他銷售刀片服務(wù)器的公司包括AVADirect、Sun、Egenera、Supermicro、Hitachi、 Fujitsu-Siemens、Rackable、Verari Systems、Dell和Intel(通過轉(zhuǎn)售IBM的刀片機(jī)箱

刀片服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分–刀片機(jī)箱

機(jī)箱執(zhí)行你可以在大多數(shù)計算機(jī)中看到的很多非核心計算服務(wù)。通過將這些服務(wù)定位到一個地方,然后在刀片組件之間進(jìn)行共享,整體的利用率將有所提高。不同廠商提供的服務(wù)細(xì)節(jié)可能會有所不同。

不過,由于刀片的尺寸與接口設(shè)計是廠商各自想法的體現(xiàn),它們只是在最終的外形機(jī)箱上與機(jī)架的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(比如寬度和高度單位)保持一致,但就機(jī)箱本身而言,它可以說是另一種變向的機(jī)架,這也就使得刀片的標(biāo)準(zhǔn)有很多,廠商各自為戰(zhàn),互不兼容(機(jī)架服務(wù)器可以插入任何一個標(biāo)準(zhǔn)的42U機(jī)架中,但不同廠商標(biāo)準(zhǔn)的刀片無法在實現(xiàn)互插),所以有些刀片標(biāo)準(zhǔn)也就在競爭中逐漸走向消亡。

從刀片在2001年正式銷售以來,一共出現(xiàn)過40多款機(jī)箱,其中包括我國的聯(lián)想與曙光公司的設(shè)計,以及國外大廠,如HP、Dell和Sun的一些型號,而到現(xiàn)在能穩(wěn)定供貨的只有10余款(圖中紅色標(biāo)記的機(jī)箱已經(jīng)從市場上消失),這也就意味著,很多廠商自己的刀片服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)前后都是不統(tǒng)一的

目前唯一能保持刀片標(biāo)準(zhǔn)延續(xù)性的就是IBM的BladeCenter家族,它最早由英特爾與IBM在1999年開始研發(fā),在2002年正式推出(BladeCenter E機(jī)箱),雖然在推出時間上并不領(lǐng)先,但與RLX的刀片不同的是,BladeCenter支持全線的英特爾x86處理器并提供多種高性能I/O可選配置,在2006年,又在E機(jī)箱的基礎(chǔ)上推出了面向高性能計算的BladeCenter H機(jī)箱,提供了高端的10Gb以太網(wǎng)與InfiniBand 4X的交換互聯(lián)能力

隨后,IBM將BladeCenter努力打造成一個開放的刀片架構(gòu),將重點放在了基于前后兼容性考慮的處理器、內(nèi)存與I/O配置上,并聯(lián)合了業(yè)界主要的相關(guān)元件與設(shè)備的供應(yīng)商(如電源、網(wǎng)絡(luò))來加盟,blade.org也由此誕生。之后,IBM又推出了BladeCenter HT和最新的BladeCenter S機(jī)箱,在這一過程中,IBM一直堅持著刀片標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一,所以2002年BladeCenter E機(jī)箱仍然延用至今,這在其他廠商的刀片服務(wù)器發(fā)展史中是絕無僅有的。

BladeCenter的最大特點就是刀片機(jī)箱眾多,應(yīng)對的行業(yè)與應(yīng)用更為全面,而與此同時還能保持刀片的兼容性

根據(jù)BladeCenter的標(biāo)準(zhǔn),相應(yīng)的硬件提供商可以方便的設(shè)計出與其相兼容的組件和功能刀片,比如網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)機(jī)、存儲交換機(jī),以及用于刀片服務(wù)器的適配卡等,而這種周邊的配套支持所營造出來的生態(tài)環(huán)境,也反過來加強(qiáng)了BladeCenter在業(yè)界的領(lǐng)導(dǎo)地位。

其實,業(yè)界有關(guān)于刀片服務(wù)器標(biāo)準(zhǔn)化的爭議一直沒有停止,而為了推動這一標(biāo)準(zhǔn),英特爾也發(fā)起了SSI(Server System Infrastructure)開放標(biāo)準(zhǔn)的刀片服務(wù)器的倡議,但由于傳統(tǒng)的刀片服務(wù)器大廠已經(jīng)有了廣闊的用戶基礎(chǔ)和豐富的技術(shù)積累與產(chǎn)品延革,因此SSI在某種角度上講,目前只是增加了一種刀片服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn),還遠(yuǎn)沒有到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的時候。相較而言,SSI更適合那些小型的,很難推廣自己的標(biāo)準(zhǔn)并建立相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境的服務(wù)器廠商。

刀片服務(wù)器的其他組成部分

在刀片機(jī)箱內(nèi)部,除了刀片服務(wù)器外,就是一些相關(guān)的關(guān)鍵組件,它們與服務(wù)器機(jī)箱與刀片的標(biāo)準(zhǔn)息息相關(guān),對于刀片服務(wù)器來說也是非常重要的,而由于密度很高,也對元件的設(shè)計提出更高的要求。我們下面以IBM的BladeCenter E機(jī)箱來說明一下。

IBM的BladeCenter E機(jī)箱前面板,可以看出有四個電源槽,可插入最多4個電源模塊(冗余設(shè)計)

IBM的BladeCenter E機(jī)箱后面板設(shè)計,有兩個散熱風(fēng)扇模塊(Blower Module),分上下層給刀片服務(wù)器散熱,而I/O Module則是用來插入符合BladeCenter標(biāo)準(zhǔn)的I/O模塊,這是一個刀片標(biāo)準(zhǔn)的重要組成部分(請注意,最下面的I/O模塊插槽與上面的不太一樣,我們暫且用半高與全長模塊來區(qū)分)

電源

計算機(jī)在直流電壓范圍內(nèi)工作,但是電力提供是交流電的形式,并且高于計算機(jī)所要求的電壓。這種電流的轉(zhuǎn)換要求有一個或者多個電源(或者PSU)為了確保一個電源故障不會影響到計算機(jī)的操作,即使入門級的服務(wù)器都會配備冗余電源,再次增加了設(shè)計的體積和散熱。

IBM BladeCenter H機(jī)箱所采用的電源,電源數(shù)量更多或功率更大,就意味著可以承載更多的刀片,或者說刀片上的處理器可以采用更強(qiáng)勁的型號

刀片機(jī)箱電源是機(jī)箱內(nèi)的所有刀片的單一電源,它可能是機(jī)箱的電源或者是為多個機(jī)箱提供直流電的一個單獨(dú)的專用電源。這種設(shè)置減少了提供彈性電力供應(yīng)所需的PSU數(shù)量。

刀片服務(wù)器的普及引發(fā)了機(jī)架式UPS單元數(shù)量的增加,包括專門針對的刀片服務(wù)器的UPS單元(例如BladeUPS)。

冷卻

在操作過程中,電子及機(jī)械部件會產(chǎn)生熱量,系統(tǒng)必須排除熱量以確保組件的正常運(yùn)作。大多數(shù)刀片機(jī)箱和大多數(shù)計算系統(tǒng)一樣都是通過風(fēng)扇散熱的。刀片共享能源和冷卻意味著不會產(chǎn)生傳統(tǒng)服務(wù)器那么多的熱量。新型刀片封裝設(shè)計采用了高速可調(diào)節(jié)的風(fēng)扇和控制邏輯,根據(jù)系統(tǒng)的需求調(diào)節(jié)冷卻,甚至是采用水冷系統(tǒng)。

與此同時,刀片服務(wù)器配置越來越高的密度仍然會導(dǎo)致整體冷卻需求增長,對于早期刀片來說更是如此。一個完全配置的刀片服務(wù)器機(jī)架可能要求比標(biāo)準(zhǔn)1U服務(wù)器更高的冷卻能力。這是因為你可以向一個原本只能容納42個1U機(jī)架服務(wù)器的空間內(nèi)裝進(jìn)128個刀片。

網(wǎng)絡(luò)

計算機(jī)制造商開始更多地出貨配備了高速和集成網(wǎng)絡(luò)接口的產(chǎn)品,而且大多數(shù)都是可擴(kuò)展能夠支持更快、更具彈性和運(yùn)行在不同傳輸介質(zhì)(銅線和光纖)的附加連接。這也許要求在刀片的設(shè)計和制造上下更多工夫,需要占用安裝空間和容量空間,因此會增加復(fù)雜性。高速網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟笥懈叱杀靖咚俣鹊募呻娐泛兔浇?,而大多?shù)計算機(jī)并不是百分百地使用帶寬。

這種刀片封裝提供了一個或者多個可以連接刀片的網(wǎng)絡(luò)總線,不管是單獨(dú)地在一個位置提供這些端口,還是聚合成數(shù)量更少的端口以削減連接單獨(dú)設(shè)備的成本??捎枚丝诳商峁┙o機(jī)箱本身或者在網(wǎng)絡(luò)刀片中。

用于BladeCenter機(jī)箱的半高BNT 10Gb以太網(wǎng)交換機(jī)模塊

用于BladeCenter機(jī)箱的全長BNT虛擬網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)模塊

從功能上講,一個刀片機(jī)箱可以有兩種網(wǎng)絡(luò)模塊:交換或者直通。

存儲

雖然計算機(jī)通常是使用硬盤來保存操作系統(tǒng)、應(yīng)用和數(shù)據(jù)的,但這在本地并不是必須的。雖然很多存儲連接方式(例如FireWire、SATA、E-SATA、SCSI、DAS、FC和iSCSI)是可以隨時用于除了服務(wù)器之外的地方,但是并非所有都是用于大型企業(yè)環(huán)境的。在計算機(jī)中配置這些連接方式會帶來和網(wǎng)絡(luò)接口一樣的挑戰(zhàn),同樣地可以從刀片上移除,獨(dú)立或者聚合地用于機(jī)箱中或者其他刀片。

博科(BROCADE)的用于BladeCenter的光纖通道交換機(jī)模塊,用于BladeCenter與SAN的連接

能夠從SAN啟動刀片的能力可以實現(xiàn)一個完全不需要磁盤的刀片。這使得更多的電路板空間用于增加CPU 上。而一些刀片服務(wù)器可能包括或者不包括內(nèi)置服務(wù)器設(shè)備,當(dāng)然這取決于不同的廠商。

其他刀片

因為刀片封裝提供了為計算機(jī)設(shè)備交付基本服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)方法,或者其他類型的設(shè)備也可以利用刀片封裝。提供了交換、路由、存儲、SAN和光纖通道的刀片可以插入封裝中,為封裝中的所有計算部分提供這些服務(wù)。

 用于BladeCenter服務(wù)器的存儲與I/O擴(kuò)展刀片

系統(tǒng)管理員可以利用存儲刀片而無需額外的邏輯存儲。

刀行天下 鋒向云巔

隨著企業(yè)的數(shù)據(jù)積累不斷增加,企業(yè)的需要處理的信息量不斷加大之后,刀片服務(wù)器的優(yōu)勢也在越來越多的領(lǐng)域時體現(xiàn)出來??偟膩碚f,刀片服務(wù)器有以下三大優(yōu)點:

裝機(jī)密度高:以IBM的BladeCenter E為例,單機(jī)箱可裝14個刀片,而機(jī)箱高度為7U,也就是說比傳統(tǒng)的1U機(jī)架服務(wù)器的密度高了一倍,或者說占用的機(jī)架空間少了一倍,這也就變向節(jié)省了成本。另一方面,這種高密度也讓單位的IT管理人員/服務(wù)器數(shù)量比大大降低,也有效提高了單位人工的管理效率。

可擴(kuò)展靈活性與可維護(hù)性高:刀片的整體封裝與集成化、熱插拔設(shè)計、簡約的I/O連接架構(gòu),讓刀片服務(wù)器的可維護(hù)性比傳統(tǒng)機(jī)架服務(wù)器更高,便于管理人員迅速根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行彈性調(diào)整,而且這種特性使其非常適合于集群化的服務(wù)器架構(gòu)。

更為節(jié)能高效:仍以IBM的BladeCenter E為例,雙電源共4600W左右,而7臺1U服務(wù)器基本上要到4800W左右,而且刀片機(jī)箱已經(jīng)集成了網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備,所以在電力消耗方面比機(jī)架服務(wù)器方案更節(jié)省,節(jié)省的幅度最高可達(dá)30%左右,這也符合當(dāng)前綠色化IT的潮流。

總體上看,刀片服務(wù)器很適合于網(wǎng)絡(luò)托管、虛擬化和集群計算等特定目的。單個刀片通常是可熱插拔的。隨著用戶向刀片服務(wù)器中增加更多的處理能力、內(nèi)存和I/O帶寬,他們可以應(yīng)對更大更多樣化的工作負(fù)載。所以對于大規(guī)模的服務(wù)器應(yīng)用,或者是空間緊湊的應(yīng)用需求,刀片服務(wù)器都是理想的選擇。不過,較傳統(tǒng)的機(jī)架服務(wù)器它也有自己的一些不足,比如單機(jī)成本更高,不利用規(guī)模較小的企業(yè)采用;機(jī)箱設(shè)計更為復(fù)雜,而且沒有標(biāo)準(zhǔn)化,這也將限制用戶的選擇自由度(選擇一家廠商的刀片服務(wù)器,以后就不能升級到其他廠商的刀片,只能重新購買,但機(jī)架服務(wù)器沒有問題,因為機(jī)架是通用的);另一方面刀片服務(wù)器的能耗密度非常大,這對于傳統(tǒng)的機(jī)架供電來說是個考驗,很多老的數(shù)據(jù)中心供電設(shè)計并不適用于刀片服務(wù)器,要使用刀片服務(wù)器的話將面臨供電改造的問題。

不過刀片服務(wù)器的顯著優(yōu)點讓它獲得了越來越多的關(guān)注,就目前的市場形勢來看,刀片服務(wù)器正呈現(xiàn)迅猛發(fā)展之勢。但是,雖然很多獨(dú)立的專業(yè)計算機(jī)制造商都提供了刀片解決方案,但是刀片服務(wù)器市場仍然被大型IT公司所主導(dǎo),例如IBM、惠普等公司,截至2010年第一季度,惠普在該市場擁有56.2%的市場份額,IBM位列其次,占有23.6%的市場份額(Dell應(yīng)該是第三名,但差距較大,IDC將其并入到其他廠商的類別里)。而從總體的市場來看,2010年第一季度刀片服務(wù)器廠商銷售收入將2009年第一季度提高了37.2%,出貨量提高了20.8%,這在服務(wù)器市場里是非常顯眼的成績,這些刀片服務(wù)器中包括了x86、安騰與RISC服務(wù)器刀片,總共產(chǎn)生了14億美元的收入,占2010年第一季度總體服務(wù)器市場的13.6%,這其中90%的收入來自于x86刀片服務(wù)器,而x86刀片服務(wù)器的收入占總體的x86服務(wù)器收入的18.8%??梢哉f,我們開始進(jìn)入了"刀行天下"的時代。

IDC公布的2010年第一季度刀片服務(wù)器市場占有率

對于刀片服務(wù)器未來的發(fā)展,IDC最近的一項調(diào)查應(yīng)該是很說服力的。IDC的終端用戶調(diào)查顯示,刀片服務(wù)器正在成為下一代服務(wù)器的動態(tài)平臺。IDC發(fā)現(xiàn),受調(diào)查的大多數(shù)IT機(jī)構(gòu)現(xiàn)在在IT基礎(chǔ)架構(gòu)中戰(zhàn)略性項目中采用刀片。除此之外,那些將刀片視為他們戰(zhàn)略項目中關(guān)鍵組成部分的受訪者在刀片上部署虛擬化的比例也更高一些,這為向數(shù)據(jù)中心內(nèi)私有云的過渡鋪平了道路。

IDC企業(yè)平臺和數(shù)據(jù)中心戰(zhàn)略趨勢高級研究分析師Jed Scaramella表示:"除了整合和系統(tǒng)密度之外,刀片系統(tǒng)的價值定位對于用戶來說正在變得越來越明晰。IT機(jī)構(gòu)意識到,刀片技術(shù)可以幫助優(yōu)化他們的 IT環(huán)境以滿足不斷變化的業(yè)務(wù)需求,同時簡化他們的IT基礎(chǔ)架構(gòu),提高資產(chǎn)利用率、IT靈活性和能源效率。"

IDC調(diào)查的重要發(fā)現(xiàn)包括:

·刀片部署仍然多數(shù)是以數(shù)據(jù)中心為中心的。有超過2/3的刀片是用于數(shù)據(jù)中心的,而不是服務(wù)器機(jī)房或者機(jī)柜。

·刀片支持一系列應(yīng)用,沒有哪一個工作負(fù)載所占的比例超過26%。業(yè)務(wù)處理工作負(fù)載是最常見的工作負(fù)載(25.3%),其次分別是IT基礎(chǔ)架構(gòu)(21.7%)和應(yīng)用部署與行業(yè)研發(fā)(17.6%)。

·刀片被視為一個大型項目(其中很多是旨在提高IT速度和靈活性的動態(tài)項目)中關(guān)鍵組成部分,包括存儲虛擬化、遷移和整合、公共計算/動態(tài)計算。

·IT機(jī)構(gòu)更多地是在刀片服務(wù)器上實施虛擬化,而不是其他類型的服務(wù)器上。根據(jù)受訪者透的虛擬化刀片所占比例數(shù)據(jù),平均有38%的人運(yùn)行了某種虛擬化–這幾乎是整個服務(wù)器市場的兩倍。

·在用戶計算環(huán)境中,虛擬化采用率隨著刀片采用率的增長而增長。換句話說,刀片在整個IT環(huán)境中所占比例越高,這些刀片被虛擬化的程度也就越高。

·刀片仍將是推動服務(wù)器行業(yè)增長的一個動力,受訪者表示,未來兩年刀片仍將在服務(wù)器采購中占據(jù)較大比重。

Scaramella表示:"刀片是聚合系統(tǒng)的基礎(chǔ)服務(wù)器,并將成為私有云的組成部分之一。企業(yè)正在從 IT孤島轉(zhuǎn)向形成一個內(nèi)部云基礎(chǔ)架構(gòu)的虛擬資源池。到目前為止,IDC看到刀片正在幫助用戶走上通往整合和虛擬化、最終向私有云的道路。"

事實上,刀片的三大主要的優(yōu)點也正好與云計算的基本平臺架構(gòu)的需求相吻合–即高密度的虛擬化應(yīng)用平臺、高度靈活的可擴(kuò)展動態(tài)架構(gòu)以及更高的能源效率,而來自blade.org的一項調(diào)查也顯示出了刀片服務(wù)器在通向云計算之路上受到的關(guān)注度。

blade.org在2009年第一季度所做的關(guān)于刀片服務(wù)器與虛擬化的調(diào)查

blade.org的調(diào)查顯示,44%的大企業(yè)用戶已經(jīng)在其刀片服務(wù)器上應(yīng)用了虛擬化,而38%的用戶正打算采用刀片+虛擬化的架構(gòu),在中小企業(yè)方面這兩者的比例分別是28% 和36%,均超過了不做虛擬化的用戶數(shù)量。這顯示出,刀片服務(wù)器已經(jīng)開始在企業(yè)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)的整合與優(yōu)化方面顯現(xiàn)威力,而虛擬化又是通往云計算的最佳路徑,因此我們也有理由相信,刀片服務(wù)器將是未來云計算平臺的理想之選,它的發(fā)展方向也將直指云計算的未來之巔!

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