【IT168 专稿】刀片式服务器的划分,按用途可划分为专用型服务器和通用型刀片服务器。专用型服务器,在目前最常见的有电信刀片服务器、存储刀片服务器。而通用型服务器,即不特别为某类行业设计,采用了厂商标准或同一标准的接口,尺寸规格由厂商自定的,注重性价比,目前这种刀片占绝大多数。
然而,由于目前的刀片服务器的标准并不统一。因此,所谓的"通用型服务器"其实无法实现真正意义上的通用,每家的产品之间并不兼容。如考虑到完全的通用,会涉及到机箱高度、功率、背板的尺寸、机型的散热设计以及电能管理等诸多的环节。这样才能兼顾到刀片作为一个高密度、高扩展性、通用性和管理性的多方面需求。Intel给出了一个参考的建议,即通对处理器密度和能耗的测算,最后得出的结论是:在8U的机箱中放置10个刀片是最合理的设计。
我们选取了几款目前在各自领域中,作为通用型的代表机型加以对比分析:Sun定位于通用入门型服务器市场、强调性价比的--Sun Blade 6000;曙光的首款符合中国刀片服务器标准、首款通用型全模块化的产品--TC2600。另外,我们也选取了几款主流的专用型刀片:HP的存储型刀片Storage Works AiO SB600c;IBM专为电信行业推出的Blade Center T;Sun面向电信运营和服务提供商制定--Netra CP 3260。
本篇,我们重点介绍通用型和专用型两类刀片式服务器。将从产品定位、应用领域、技术指标、产品特色、价格定位、以及渠道反馈等多方面进行横向对比分析。经过对国内外厂商刀片的逐一整理,我们选择了当前最为主流的刀片机箱和刀片模块。当然关于Intel标准下的SSI的通用型产品,可以参看我们前一篇《中小企业刀片服务器对比解析综述》。首先,看它们的发布时间顺序:
2007年4月 曙光发布了采用模块化的TC2600;
2007年6月Sun推出更具通用性的Blade 6000 Modular System;
2007年9月HP发布面向中心企业的存储刀片Storage Works All-in-One SB600c;
2007年11月Sun 推出Netra多核、多线程的10G 电信架构的CP3220 ATCA;
2004年IBM面向针对电信市场优化设计的刀片式服务器Blade Center T。
一、产品定位
1、 通用型刀片
Sun和曙光的这两款通用型刀片服务器都定位于入门级的通用型服务器。Sun Blade 6000面向通用型服务器市场,强调性价比;曙光的TC2600全模块化设计,还可安装微软WCCS操作系统,系统易用性大大提高,使用者不必再是计算机专业的工程师,因此也就更具通用型。不仅如此,其三款刀片的尺寸一样,可支持英特尔双路、AMD双路、AMD四路三种刀片,可以实现异构混插。
2、 专用型刀片
专用刀片服务器定位明确。2004年IBM推出的Blade Center T是一款典型的电信专用型刀片式服务器,它符合专业的NEBS-3-/ETSI 设计标准,满足电信产业的各项严格的测试和实际需求。随后,IBM又推出了一款Blade Center HT,它是在继承了Blade Center T的优势基础上,为下一代网络应用服务提供的高性能计算互联和交换功能,尤其是电信行业。因此,可以说Blade Center HT是一款定位更加高端的专用服务器。Sun在专用型的市场中同样表现突出,两款面向电信运营和服务提供商制定的刀片Netra
CP 3260、CP 3220 ,主要支持电信级刀片服务器。
HP的SB600c AiO刀片存储定位于中小企业和分支机构,是c-Class机箱的存储选件,可提供共享存储,无需专业的存储知识,即可轻松管理和保护数据,又能增强文件服务。
二、应用领域
产品定位决定了应用领域的不同,通用型刀片面向多种行业的共性应用,其通用型和开放性较广。从应用情况来看,近些年来,通用型刀片式服务器越来越受到用户的青睐。如曙光的TC2600的通用性毋庸置疑,在国内政府网络中心,大连市政府内各部门电子政务网站上表现优异。再比如奥运会开幕式动画渲染部分,就是前后采购了200多个TC2600刀片设计承担完成的。正是由于TC2600的模块化的设计,也为其在更高端的应用领域上留有可能。曙光刚刚下线的超级计算机5000A,其中的计算单元,就是采用了TC2600刀片服务器架构进行的超并行处理系统,这也是这部超百万亿次计算机最核心的计算单元--7U的架构,每片集成了4路SMP的CPU这样的高密度设计,走到了国内自主设计的最前列。
专用型服务器在领域内要求较为严格,国内电信市场,必须满足最新的NEBS-3-/ETSI 行业设计标准。面向3G、NGN等新一代电信网络应用需求增加。从最近的一些专用服务器的发展来看,电信级刀片服务器不仅从纵深发展,而且还有横向发展的趋势。即与电信相关的应用领域也逐步升温,如IPTV、网络游戏等增值应用层出不穷。如IBM的Blade Center HT,就是一款在Blade Center T的基础上,结合了电信的特点和优势,而转向军用、医疗、政府和工业等极端环境的部署。(表1)

三、技术指标
1、刀片式机箱
Sun Blade 6000 Modular System可在一个底盘中,由Sun、AMD和Intel 提供的单核或多核处理器,10刀片10RU Sun Blade 6000 系统或48刀片42RU Sun Blade 6048系统可任选。自身的通用性体现在:基于3种处理器平台;运行4种不同的操作系统:Solaris、Linux、Windows 和 VMware。
曙光TC2600采用7U10刀的超高计算密度、全模块化的设计。其最大的两个最具通用性的特点是:
可安装微软WCCS操作系统,系统易用性大幅提高;再有就是可以实现异构混插,TC2600支持英特尔双路、AMD双路、AMD四路三种刀片,而且可以混插在一个机箱里,用户可根据自己的应用灵活选择。
IBM的Blade Center T在设计时,就是考虑支持电信行业环境,因此,对于电信行业具有很多特性:1)20英寸宽的机箱与电信基础结构能很好地整合;2)直流(-48v)和交流电源,支持电信的行业环境;
3)符合严格的 NEBS 标准,实现设备的高可操作性。(表2)

2、刀片式服务器
1) 通用型刀片
Sun Blade T6320 有8内核高效Ultra SPARC T1处理器刀片,依托64 位多线程开放和免费的
Solaris OS应用程序。还在Web扩展和虚拟化性能上具有突出的特点,低功耗和高性能也是其一大亮点。
曙光TC2600(CB85-F)的每个刀片包含了4颗AMD Opteron 8000系列四核低功耗高性能处理器,在设计上完全支持工业标准部件。
从2006年开始,刀片式服务器就在多核、低功耗的推动下,从最初追求高密度的第一代刀片,发展到强调整体综合性能、高生产力的第二代刀片产品。目前,通用式刀片式服务器以更高密度、灵活式部署和非专业人员维护、高可扩展性、高可用性为发展趋势。近期,另外一个突出的特点就是,通用式刀片服务器的无论从处理器平台,还是操作系统平台,开始趋于支持多种架构或系统。典型的有两例:Sun Blade 6000可基于3种处理器平台(AMD Opteron、Intel Xeon 和 Sun Ultra SPARC),还可以运行4种不同的操作系统(Solaris、Linux、Windows 和 VMware);曙光的TC2600可支持英特尔双路、AMD双路、AMD四路三种刀片。未来,随着模块化的进程的推进和标准的统一,通用式刀片的自我兼容、不同厂商产品之间兼容、行业之间的兼容,才能真正做到无缝隙"畅通兼用"的境界。
2) 专用型刀片
Netra CP3260刀片,采用的是"Niagara-2"的8核,64线程Sparc T2处理器,采用6到8个内核的
1.2GHz T2芯片,8GB到32GB FD-DIMM主存。这款刀片提供64MB闪存,还有8GB或16GB的压缩闪存,以供不使用磁盘的用户选择。Blade Center LS20 超薄刀片设计可以节省空间,在电信行业标准的84英寸机架中最多能包含80个84英寸服务器,可以提高每平方英寸的性能。同时高速的网络连接,也合适高性能的网络应用程序。
近些年,电信行业的发展对专用服务器的频频更新换代起着推动作用。认证、存储、运行各种增值业务的关键任务,不仅使刀片从双核向四核,甚至向八核发展,其能耗和数据资源的保护也变得越来越重要,因此,刀片服务器降低功耗、采用低功耗CPU成了一大趋势。从专用型服务器的变化来看,尤其是面向电信行业的刀片式服务器变化有:
1) I/O加速技术进步,这对于电信行业夜间备份效率来说是非常适用的;
2) 体积减小,节约空间,满足电信环境中"寸土寸金"的要求;
3) 采用芯片多线程技术 (CMT) 实现海量吞吐;
4) 虚拟化的应用,以适合电信行业的需求;
5) 支持集成了语音、数据和多媒体的基于 IP 的下一代网络应用程序;
6) 机箱设计采用强化处理,可以承受高温、震动、雷电、污染物、火灾和静电等严酷环境的考验。(表3)

四、管理性与可靠性
作为国内首款的通用型服务器--曙光TC2600,通过模块管理的方式,展现了一系列功能特性,我们在此总结了几点,也是作为今后国内通用型服务器的发展的借鉴。
1) 提供管理模块全视角管理控制功能FVMM(Full View Management Modules);
2) 刀片系统增强管理软件(Dawning Blade Management Turbo System);
3) 光学通路状态指示技术OPSI(Optical Path Status indicator);
4) KVM Over IP功能;
5) 共享USB设备实现Share Media功能
在系统管理、远程管理和解决方案管理三个方面比较,可以看出来通用型刀片和专通型刀片服务器之间存在很多相同之处。除了传统的管理模块、监控技术和预警、加密等手段,专用型刀片服务器还会针对电信的一些特殊要求做出规定:在可操作性上,必须符合NEBS-/ETSI 标准;在网络连接上,提供多种联网功能。(表4)

五、节能和散热系统
刀片服务器除了标准和管理外,无论是通用型还是专用型服务器还面临着共同的挑战--散热和功耗问题。刀片系统的处理能力、系统的能源利用率、系统产生热量以及系统散热性能,之间存在交叉制约的关系。以前普遍的做法大致有三类:系统设计提高散热能力、增加专用散热设备来解决散热问题、采用低功耗的处理器组件。目前,大多数厂商在采用上述手段之外,还会采用一些软件管理技术,来达到智能调节能耗和温度的二者关系。
曙光的TC2600除了采用,AMD8000低功耗处理器、预留了6个冗余风扇模块,等这些常规措施达到节能和散热的目的外,还采用了我们上面提到的模块化的方式,其一:使用线性预补偿策略的散热模块(LPCM),可以根据温度变化,线性平滑调整风扇转速,降低不必要的功耗。还可以预测温度变化趋势,提前进行转速调整补偿。其二:使用自动智能调节策略的电源模块(SRPM),根据功耗变化,可以手动和自动智能调节电源系统,减少不必要的功耗损失。至于Sun Blade 6000,它采用了通风冷却采用节能设计,达17%的功耗节省率。
面向电信行业的专用型刀片服务器,最初,为了防止在密度加高的服务器群中出现过热现象,使用更低功耗的处理器;随着刀片的设计发展,厂商纷纷改进了通风设计,采用类似"壁挂式空调"来帮助每个刀片单独散热,以改善机柜空间内的空气流通和整体散热,使刀片服务器的散热效率更高。IBM Blade Center T 就采用了热插拔和冗余风扇部件,通过设计独特的矢量校准冷却技术,来保护所有的关键系统组件良好运行。
六、电源特点
通用型刀片式服务器的电源要求,一般都是采用220V的普通办公用电标准。曙光TC2600还特别设计了自动电源智能调节模块(SRPM),可以起到根据功耗变化,自动智能调节电源系统的管理策略的功能,能够始终保持电源模块在效率曲线的高点工作。还可以增加电源的使用寿命。
IBM Blade Center T 采用了既能支持电信行业环境,又能支持企业环境的两种电源模式:直流(-48v)和交流220V电源。IBM的电源模块设计较为有特点:共有4个200-240伏的热交换电源模块。如果插满刀片,每一个电源模块提供了+12V的输出到刀片服务器的中间背板(mid-plane)上,Blade Center T刀片服务器所有的子系统都在该处获得电源供应。(表5)

七、噪音对比
曙光的TC2600通过散热模块(LPCM)的主动监控,根据温度变化,线性平滑调整风扇转速,减弱噪音保证风扇转速和噪声平稳。Sun的Blade 6000的10U 10刀的设计,机箱相对较大,因此在低于25°C的情况下,最小噪音在86分贝,在极限环境中达到92分贝。
IBM Blade Center T的低噪音设计颇为出色,在8U的空间内,主动散热风扇技术在气流、功耗和噪音方面表现优异,仅为67分贝。
八、总拥有成本(TOC)
在降低总拥有成本上,各厂家的思路大致相同,归纳起来不乏有四种:1)直接减少硬件采购,以降低成本;2)通过降低能耗,提高单位每瓦特性能;3)在安装、设置和管理上简单便捷,降低使用和维护成本;4)兼容以往的设备、选件,以节省更新后带来的投入。
曙光在机箱中板,采用可无缝升级兼容下一代刀片,延长刀片机箱的生命周期,保护用户的初始投资。2个千兆以太网交换机模块,快捷实现刀片之间、刀片与外部网络的互联,最大程度上减少线缆数量;在电源和散热策略的自动优化,手动优化和自动智能调节两种工作模式,能够做到根据功耗变化,减少不必要的功耗损失;空间的节省,部署效率的提升,都有助于降低用户的总拥有成本。
IBM的Blade Center T创新的设计能降低布线复杂性,从而节省SP安装时间和资金。20英寸宽的机箱与现有电信基础结构能很好地整合,有助于降低部署成本。
九、价格定位与市场销售
刀片式服务器的整体价格定位相对较高。一般而言,国外的刀片价格会高于国内的产品价格,专用型刀片会比通用型刀片稍贵。但这只是相对的价格概念,最终的成交价格,要取决于厂商的折扣后的价格。我们已经多次讨论过,刀片服务器的价格决定因素了。因具体的项目不同,机箱内的各种模块,如电源、光驱、散热、交换机等数量不同,建议用户根据实际项目要求,向厂商或系统集成商提出需求后,可以得到更为准确的价格。
我们选择产品在标准配置的情况下,给出相应参考价格。(表6)

总结:
今后,刀片服务器标准的统一,随着模块化概念的深入,想必通用型刀片才能做到真正的"通用"。专用型刀片服务器一方面向更加专业的角度延伸,另一方面会向相关行业延展的趋势。诸多的声音都强调刀片的应用是否成熟问题,但我们相信,刀片自身的发展,诸如多核、高密、易用、节能、虚拟、管理、简化等等技术上的问题都会一一跟进的,我们还要看到刀片市场的培育问题、客户的认知问题、刀片渠道的畅通问题、刀片价格的不透明的问题、刀片利润的虚高的问题,是要依靠厂商、经销商和用户共同解决的和培养的。