【IT168 专稿】近三年来,CPU得到了飞跃式的发展,多核化的趋势不仅促使芯片厂商带来了更新的系统架构、更高的性能、更低的功耗和更多样化的功能,而且对服务器软硬件设计也带来了许多新价值和新挑战。日前,就多核时代下的软件挑战这一话题,中科红旗服务器操作系统产品经理秦霄汉接受了IT168服务器频道的采访。
中科红旗服务器操作系统产品经理秦霄汉
IT168:请您分析一下多核时代对服务器软硬件,尤其是对操作系统软件带来了哪些影响?
秦:双核、四核及未来多核CPU的出现,无论是对硬件还是软件都带来了新的价值和挑战。
从硬件层面看,其优势非常明显,跟双核比较,四核系统的性能提升很多,而单位能耗却降低不少,这可以让更多数据中心中的关键业务领域用上IA架构的服务器;另外,多核平台的扩充性也要好很多,在相同空间里面可以装入更多的CPU/内核,从而节约不少空间成本。
作为开源软件,Linux社区发展非常快,对多核的支持也比较充分,主要体现在以下几个方面:
一、英特尔等芯片厂商在推出多核平台时往往会发布相应的操作系统补丁,Linux厂商可以利用这些Patch进行性能优化,中科红旗往往在这些Patch公开到社区之前就能在第一时间拿到。
二、由于CPU的微架构发生了一些变化,操作系统算法也要相应地改变。以至强MP为例,虽然传统上Linux SMP已经发展多年,但原来双核至强MP中的缓存是由每个内核独占的,而英特尔最新发布的至强7300则是由四个内核共享缓存,四个核之间也可以两两通信,因此,操作系统的算法就需要做出相应的变动,同时也要保证对以往版本的兼容性。我们9月份最新发布的Asianux Server 3在CPU调度、性能方面做了大量工作。
三、由于内存主频和带宽增加了很多,如跟上一代双核相比,四核内存带宽提高了4倍左右,内存主频更提升到了现在的1066MHz,而内存管理也是操作系统中的一个单独模块,因此操作系统也需要对这方面进行优化支持。另外,在I/O方面,Asianux Server 3支持英特尔的I/O AT技术,这对于小文件传输、负载大的网络应用非常有好处。
四、伴随多核时代到来的是对节能新特性的广泛重视,因此,操作系统内核也需要根据负载变化动态地调整处理器的频率,如将应用运行在3GHz和2GHz水平上的功耗是明显不一样的。
五、多核平台可以更好地支持虚拟化应用,目前红旗和VMware、Swsoft、XEN都有良好的合作。
总的来讲,多核CPU的出现将帮助Linux进入更多关键业务应用领域,促进更多应用从原有的UNIX平台迁移到Linux平台上来。
IT168:据您了解,数据库、中间件及更广泛的应用软件对多核的支持如何?
秦:当然,仅仅是操作系统进行了多线程优化还不够,因为如果数据库中间件及应用软件还是单线程的话,还是无法充分发挥多核平台的性能。数据库等基础软件方面还好,一些产品的最新版本都对多核做了优化,但问题在于,应用软件反应有点慢,许多应用软件仍然是针对单核平台编写的,多核优势体现不太明显。
不过,英特尔提供了专门针对多核平台的多线程工具库TBB(Threading Building Blocks),操作系统和应用软件厂商在开发时如果能够利用这个库中的接口、标准,就能够实现性能优化。当然,问题也在于,很多ISV也只能是在最新版本产品中使用这些工具,不可能对所有以往的产品进行修改。
IT168:基于上面的分析,您有什么建议给用户?
秦:对于用户来说,一方面要根据自己的实际应用情况来选购平台,比如目前市面上的双路四核服务器实际是拥有8个CPU内核的系统,用户的应用可能无法充分利用这些资源,所以我们一般会建议用户采用虚拟化的方案;另一方面,跟其他类操作系统相比,Linux作为开源软件,发展速度也要快很多,能够更好地发挥多核性能,因此我们也会推荐用户采用四核服务器+开源Linux的解决方案。