【IT168 专稿】2007年初,Gartner统计数据显示,2006年刀片服务器的出货量只有85万台,仅占到全球服务器市场整体销售额的10%,而亚太地区的出货量仅占整体的4%左右。但是,从2002年前的全球只有RLX和Egenera两家不出名的刀片服务器生产商,到服务器巨头IBM、SUN、HP 、DELL和SGI 的强势介入和推广,以及全球刀片服务器以每年30~35%的幅度增长,说明刀片还是一个非常有潜力的市场。
图1:IDC2005年做出的刀片服务器销售预测,到目前为止基本准确。
刀片服务器能在短短几年时间就占领了不少市场,除了服务器巨头的强势介入之外,根本原因还是刀片服务器的技术优势。第一,刀片服务器的空间密度非常大,比起机架服务器提高了50%左右。第二,比起机架服务器,刀片服务器的设计简单易行:一个机柜加上一些同规格的可热插拔的组件模块,如主板、交换机等,由于可热插拔组件布线较少,所以服务器集群的设计和服务器管理也相对轻松。第三,由于刀片服务器的机箱内的资源共享,节省了许多设备,例如光盘驱动器和电源就不用重复安装。但是刀片服务器也是有缺陷的。首先,为了追求密度,刀片服务器的灵活性较机架服务器差一些:刀片服务器支持的硬盘多为容量较小的2.5英寸规格,支持的内存插槽也比机架服务器要少,仅为4~8条。其次,也是刀片服务器最大的陷,是目前在ISO、IEC、ITU三大国际标准组织中,没有任何一个通行的刀片服务器标准。这也导致每个刀片服务器厂商各自为政,生产的产品互相之间不兼容,甚至一家厂商自己前后生产的产品也不兼容。这也就给刀片用户的扩展带来了不小的麻烦。下面,我们看一下各个服务器厂商在刀片大潮来临时候的具体表现。
2007年刀片服务器大事记:
1 2007年 初 曙光推出TC 2600。
2 2007年6月 SUN推出Blade 6000刀片模块系统。
3 2007年6月 SGI推出SGI Altix ICE 8200。
4 2007年6月IBM推出BladeCenter S刀片模块系统。
5 2007年9月IBM推出BladeCenter QS21刀片系统。
6 2007年9月 惠普推出BladeSystem c3000机箱。
IBM:多平台、多机箱,全面出击
首先,IBM今年的表现可圈可点。蓝色巨人IBM不仅仅是RISC 的发明者,同时也是刀片服务器的发明者。早在1990年左右,IBM就已经设计出了刀片服务器的原型。直到RLX等厂商在01~02年探明了市场潜力之后,IBM才大举介入刀片市场,于2002年正式推出了BladeCenter刀片系列。跟其他对手相比,IBM表现出一贯的前瞻性,从推出刀片服务器一开始,就将各种处理器平台都融入其中。IBM针对数据中心,共推出了BladeCenter LS系列(Opteron平台)、BladeCenter HS系列(Xeon平台)和BladeCenterJS系列(Power平台)产品。
在X86方面,Intel和AMD的技术在斗争中持续发展,从64Bit指令位宽、双核四核,再到即将到来的45nm制程,IBM 的x86平台刀片服务器LS、HS系列性能也随之得到了不断提升。
在Power方面,基于早先的Power平台的BladeCenterJS20 和BladeCenterJS21搭载的还是较少使用的PowerPC系列处理器(JS20、JS21分别使用970FX和970MP),但是由于刀片服务器市场热度持续升高,IBM也决定将最新处理器率先引入刀片平台,2007年11月9日,IBM基于最新产品Power6的BladeCenterJS22正式推向市场。
由于这款最新的服务器代表了目前IBM 的刀片技术力量,所以我们不妨以详细看一下BladeCenterJS22的参数。BladeCenterJS22的每一块主板上采用了两个双核Power6处理器,支持AIX和Linux操作系统。除了采用Power6之外,这款刀片预留2.5英寸的SAS磁盘 (73GB或146GB),两个完整的千兆以太网端口,刀片上可以插入iSCSI子卡和HBA子卡,用来连接iSCSI外部存储设备和SAN存储网络。JS22也将在2008年初支持i5/OS操作系统。至于软件方面,与传统的服务器区别并不大,BladeCenter系列都标配了IBM Director 和群集系统管理。
以上是数据中心主要使用的刀片,实际上,IBM也有基于Cell/B.E.处理器的刀片服务器产品QS20,2007年9月升级到了QS21。Cell/B.E.(Cell Broadband Engine)是IBM、Sony、东芝共同研发的一种Power架构的芯片。06年诞生后主要用在索尼游戏机、游戏开发等领域。随着BladeCenter QS21 一起推出的还有相关软件:多内核加速软件开发工具包(SDK)3.0版,使得用户能够将CELL/B.E.的潜能更好的发挥出来。正是由于持续不断的技术更新,BladeCenter的 x86和Power系列得以走在对手的前面——BladeCenter几年来保持着30%~40%的市场占有率,在刀片领域可谓是风光尽显。
图2: IBM BladeCenter H
另外针不同的数据中心,IBM 的BladeCenter机箱也有E系列、T系列、H系列、HT系列,以满足不同用户的I/O需求和冗余结构,但是其刀片模块是一样的。实际上,刀片服务器的应用不只局限于大型数据中心。在2007年IBM 也推出了针对中小企业的BladeCenter S系列。在一个7U高的机箱中集成了6块刀片服务器,拥有12块3.5英寸SAS或SATA硬盘。可以选配SAS、千兆以太网或光纤通道交换机。四个热插拔、冗余的负载均衡电源模块和鼓风机散热模块、一个系统管理模块。S系列也采用了比较新的技术如SAS交换机和暂时比较昂贵的固态硬盘。当然,在中小企业服务器上,也并非IBM一股独大,HP就推出了紧凑设计的HP BladeSystem c3000供给小型数据中心使用。
图3:IBM BladeCenterS
HP:从P-Class转移到C-Class
HP在2002年并购compaq的阵痛之后,面对刀片服务器大潮,发展得非常顺利。HP也是目前唯一能与IBM抗衡的主流刀片商,市场份额与之不相上下。
在机箱方面,在2006年6月之前,HP使用P-Class机箱,P-Class 可以兼容BL20p G4、BL20p G3、BL25p、BL35p、BL45p等刀片服务器模块。但是目前这批产品中,BL20p G3、BL25p、BL45p都已经停产,HP逐渐将重心从P-Class转移到C-Class。原因是P-Class机箱缺陷较多。
首先,在P-Class环境下,服务器模块与电源模块分离,之间用电线连接,部署的复杂程度与机架式服务器没有多少区别,其次网络模块的选择也很少,第三是每个模块自行散热,机箱不配备散热功能,也就导致了功耗的浪费和维护的复杂。
毕竟这只是HP早期的产品。2006年推出的C-Class作为HP BladeSystem 的新旗舰,在各个方面都大大超越了P-Class。C-Class采取了集中散热方式,避免功耗的浪费和单个散热模块的维护、拥有多种网络模块接口、支持HP专门的存储刀片和存储共享,内置冗余电源。但是HP仍然必须为此前P-Class的设计付出代价,与IBM BladeCenter各个系列全面兼容不同,HP的刀片产品在P-Class和C-Class之间不能兼容,这也导致了早先部署P-Class的用户扩展性受到局限。另外,和所有的服务器厂商一样,HP最终的表现也非常依赖CPU的升级,而HP的领先,很大程度是因为它总能采用最新的处理器。比如2007年9月,代号为Tigerton的四核多路Xeon处理器一经推出,9月晚些时候,HP就推出了基于四核 Xeon MP 的ProLiant BL680c G5刀片,而这也使得惠普成为第一个采用Tigerton的刀片服务器生产商。在管理软件方面,与传统服务器区别不大,采用Integrated Lights-Out (iLO)和HP Systems Insight Manager。
图5::HP BladeSystem C-Class
图4:HP BladeSystem c3000
SUN:走向全面开放与融合
当IBM、HP发展得如火如荼时,SUN也在刀片领域有所动作。早在2003年SUN就推出了Fire B1600 Blade System。一方面因为2003年的刀片市场还比较冷清,另一方面因为SUN过去几年因坚守Unix+SPARC的高端路线而大量失去客户,而且转型的方向也并不明晰。所以,以支持SPARC为主的SUN Fire B1600 Blade System也就一直滞销(虽然Fire B1600 Blade System也支持x86,但仅限皓龙,而且还是以SPARC 优先销售,对皓龙支持的力度有限),SUN的这款刀片服务器不得不在05年6月停产。
好在自从SUN新总裁舒瓦茨06年上任,SUN业绩逐渐转好,随着07年结盟Intel,开始推出了成熟的x86产品。SUN在2006年8月推出了基于皓龙平台的SUN Blade8000刀片模块系统(Sun Blade 8000 Modular System,也即大型服务器机箱);并于2007年中旬推出了SUN Blade 6000。SUN Blade系列的一个创新设计是将NIC卡或HBA卡的I/O通讯转移到了PCI-e,从而使得每个刀片服务器不用携带NIC或HBA卡就可以与存储网络或者资源池通讯。每块刀片带有四个x8 PCIe和两个x4 PCIe的设计,使得Blade8000整体的I/O吞吐非常大,达到了9.6 Tbps,平均每块服务器可用160Gbps,Blade 6000的带宽也达到了5 Tbps。但事实上,SUN Blade6000系列的最大亮点,不是较大的中间背板带宽,也不是服务器管理软件的升级,而是Blade6000可以兼容的处理器平台,包括了所有当前主流的处理器---SUN SPARC(Sun Blade T6300)、至强(Sun Blade X6250)和皓龙(Sun Blade X6220)。实际上,这是SUN全面融合计划的一个部分,SUN的融合计划不仅局限于此。还有开源Solaris,和即将于2008年销售搭载Windows Server的服务器等等。我们可以预期,随着融合计划的深入,SUN刀片服务器在即将到来的2008年将更加开放,更具有竞争力。
图6:SUN Blade 8000
SGI:向高性能计算开刀
环顾一下其他厂商:DELL,也一直踏踏实实的做着自己的PowerEdge刀片产品,刀片的更新也比较勤恳,销售也还不错,但是技术上没有什么特别之处。倒是SGI 这家只面向超大用户的计算机厂商在2007年给了我们惊喜:SGI Altix ICE 8200在07年6月27日推出。采用高度集成的“Atoka”主板,并且主板集成InfiniBand网卡(采用无线缆设计),单位面积上的计算性能比其他厂商的刀片系统超出了40%。SGI Altix ICE 8200可以安装512枚Xeon芯片,可以达到令人吃惊的6T FLOPS的运算能力;而且在制冷设计上,SGI Altix ICE 8200采用了第三代水冷设计,节省了机房制冷支出。但SGI系统的昂贵也是一脉相承,不过对于大型科研单位仍不失为好的选择。
曙光:试图构建中国刀片标准
伴随着全球刀片服务器热潮,国内的刀片服务器厂商也逐渐兴起,包括联想、浪潮、曙光、宝德等等都推出了自己的刀片服务器。总体而言,国内刀片服务器技术比外国落后一些,当然也有一些出色的新品,比如2007年的曙光TC2600就有不少比较好的设计:和SUN类似,TC2600在背板上设计了I/O模块,提供10个独立配置的PCI-E扩展,可以很容易的配置Infiniband、Myrinet、FC Ethernet和FC SAN存储网络,TC2600机箱还提供两个千兆网络模块接口,可选直通网络模块(Pass-through)或交换模块;每个直通网络模块可对外提供10个千兆RJ45接口;每个交换模块可对外提供4个千兆RJ45接口,机箱上有一个Infiniband交换网络模块接口,7U标准机架。
图7:曙光TC2600
实际上,作为本土三大服务器生产商之一,曙光一直试图建立国内刀片服务器标准。2007年与Intel挑头的服务器系统架构SSI(The Server Systems Infrastructure)协会密切磋商,希望能够推进中国刀片服务器标准。但是这个标准的建立却不顺利。在国际上,IBM、DELL、HP等等都确定了自己的刀片服务器生产规格,且各自都已经拥有了大量上游厂商追随。另外,在中国市场,国外品牌服务器占到了大多数的市场份额。以易观国际2007年的第一季度的报告为例,国际三大服务器生产商(IBM、HP、DELL)占到了中国市场的71.6%。由于国产厂商的市场份额较少,曙光或者其他中国厂商想在国内推进标准并不容易。即便在世界范围来看,刀片服务器标准之争,由于各自利益驱使,短期内还难以达成共识。
总的来看,刀片服务器的发展的确是服务器领域的一大亮点。随着CPU的不断升级,iSCSI和SAS等技术的不断发展,刀片服务器在计算、吞吐、扩展等方面的能力也不断提升。虽然在服务器标准上各立山头,但不可否认,所有的厂商都越来越重视刀片服务器。和SUN Blade6000一样,各大厂商也都致力于更加开放、更加融合的刀片服务器平台,刀片服务器的销售也将不断提升。正如HP的口号“Blade Everything!”一样,各种相关的IT设备都向刀片看齐,服务器的刀片化进程不可阻挡。2008,各路厂商都摩拳擦掌,来迎接刀片高速成长的春天。