【IT168 专稿】编者按：从2004年至今，由IT168主办的“技术卓越奖”评选已走过了五年。每年由IT168邀请IT权威媒体资深专家、国家权威部门及科研院所权威专家与IT168资深编辑与评测工程师，组成近40人的专家评审团，对一年的IT技术与产品发展做一次精彩的点评，并在此基础上产生“技术卓越奖”。获奖产品不仅引领当年技术创新之风潮，而且影响未来用户采购之趋势。
五年在人类历史长河中仅仅是沧海一粟，但对技术创新极其活跃的IT产业来说，却是一段漫长的岁月，颇有点儿沧海桑田的味道。为便于广大网友了解IT产业技术创新的趋势、采购符合未来技术趋势的产品，IT168推出了“技术卓越奖回顾”系列报道，通过回顾各产品线前几年的获奖产品、总结今年的热点技术以及产品，勾勒出各条产品线技术进化的基本脉络，进而描绘产品创新的未来趋势。今天发布的是系列报道的第10篇，介绍的是过去3年服务器领域技术进化的编年史。
X86服务器大踏步走向多核计算
由于受功耗的限制，处理器厂商无法继续提升单核CPU的主频，4GHz成为无法突破的门槛。从2005年开始，英特尔、AMD等芯片大厂都转向了多核CPU之路。在2006年，英特尔和AMD的双核处理器之争全面上演。随着芯片和服务器厂商的大力推进，到2007、2008年，单核产品早已经退出市场，双核、四核成为市场的主流。
英特尔高K栅介质45纳米硅制程技术获2007年技术卓越奖
在这一过程中，英特尔高K栅介质45纳米硅制程技术无疑是具有里程碑意义的一步。2007年11月，英特尔正式发布了15款用于双路服务器的45纳米至强5400/5200处理器。戈登.摩尔先生给予45纳米技术极高的评价：“采用高-K栅介质和金属栅极材料，是自上世纪60年代晚期推出多晶硅栅极金属氧化物半导体（MOS）晶体管以来，晶体管技术领域里最重大的突破！”一年后，2008年11月，AMD也正式推出了其基于45纳米工艺的“上海”四核皓龙处理器，不同的是，AMD和IBM共同研制的45纳米技术采用超低K电介质，另外两项相关技术——多重增强晶体管应变技术和沉浸式平板应刷术——也为AMD未来转向32纳米扫平了障碍。
AMD 45纳米“上海”四核皓龙处理器
期间，值得一提是，英特尔在2008年9月还推出了第一款45纳米六核处理器，针对四路以上的高端服务器平台，使得在一台大型SMP服务器中可以拥有多达96个CPU核心，X86服务器的性能和可扩展性达到了前所未有的高度。
但是，一个有效的系统应该在CPU性能、内存带宽和I/O性能之间取得平衡。而实际上，半导体的性能大约每15个月个翻一番。相比之下，I/O互连部件会更多受到机械电气物理极限的限制，这使得计算和I/O之间最终无法实现均衡发展，从而限制了总体的系统性能。同时，并行软件发展滞后，不能充分发挥多核系统性能，也会影响多核计算的发展。
针对I/O问题，2006年英特尔推出了创新性的Bensley平台，引入FBD内存、SAS磁盘、IO加速技术等，一个非常重要的目的就是要均衡地发挥CPU和各子系统的性能。AMD则采用了更具前瞻性的做法——在芯片中集成内存控制器，采用点对点传输总线技术，为计算机的传统前端总线架构指明了道路。2008年英特尔推出的Nehalem架构也同样集成了内存控制器和QPI传输总线，以取代传统的架构，针对服务器平台的Nehalem将在2009年全面上市。
英特尔Bensley平台获2006年产品创新奖
与此同时，服务器厂商也把“均衡性能”作为系统设计的重要标准。如浪潮推出IFA+智能弹性架构，以实现系统的均衡与高效能。而最具有代表性的莫过于IBM针对其四路以上企业级服务器X3850和X3950的X4架构——通过IBM X架构芯片组将处理器和内存、I/O端口及其它可扩展子卡连接起来，让数据得以在整个系统中更加畅快地流动。
IBM System X3850 M2获2007年产品创新奖
X86、安腾和RISC上演“三国演义”
随着X86服务器性能和可扩展性的提升，近年来，高端X86服务器挑战传统RISC小型机的态势也越来越明朗。一方面，多核CPU的引入让X86服务器的性能越来越强劲，而传统RISC小型机却一直把守着中高端市场。于是，一些厂商或推出8路以上高端X86服务器，或借助X86机群服务器，以图抢占小型机的份额。如2005年底，曙光推出了支持8颗AMD皓龙双核处理器和SUN solaris10操作系统的“第二代小型机”天演EP850；2006年8月，SUN公司推出全球先进款4U 16路x64服务器Fire X4600，都将目标对准了IBM基于POWER处理器的小型机产品。另外，曙光、浪潮和宝德也都不断发展基于X86平台的工业标准化机群系统，而2006年10月份微软发布的针对高性能计算的Windows Compute Cluster Server 2003（2008年升级为Windows HPC Server 2008）也给本土厂商带了新的机会。
另一方面，英特尔和惠普主推的安腾服务器也将小型机视为最直接的竞争对手。2006年7月，英特尔祭出双核安腾9000，2007年11月，英特尔推出安腾9100。截止到2008年，安腾解决方案联盟的成员已经增加到了200多家，支持安腾平台的应用达到了1.3万余种，全球安腾系统的发货量超过21万套，安腾营收连续5个季度跃居10亿美元以上。在中国，安腾营收分别达到了SUN SPARC和IBM POWER的118%和49%，许多用户正在从原来的小型机迁移到安腾平台上来。到2009年的第二季度，英特尔还将正式推出下一代Tukwila安腾处理器。跟上一代的90纳米安腾9100相比，采用65纳米工艺的Tukwila可以实现超过2倍的性能提升，其主要原因就在于因为Tukwila采用了QPI点对点传输总线技术，并且集成了两个DDR3内存控制器和30MB三级缓存，使其内存带宽提升了6倍，处理器对外的总线带宽提升了9倍。
HP integrity rx3600安腾服务器获2006年产品创新奖
不过，面对X86和安腾的挑战，IBM和SUN并没有停止前进的步伐。2006年，IBM推出8种全新System p5服务器，采用速度最快的POWER 5+处理器和突破性的4核处理器模块技术（QCM）。IBM System p5 595更是发展成为当今世界上最强大的UNIX服务器。2007年，IBM还推出了主频高达5GHz的新一代POWER 6双核处理器，打破了X86芯片一直无法突破的4GHz壁垒。同时，IBM还将POWER技术下移，推出了一系列针对中低端用户的UNIX服务器。
IBM POWR 6处理器获2007年技术卓越奖
同时，Sun公司也在2006年四月份宣布推出了基于采用突破性“酷线程”创新技术的UltraSPARC T1处理器的Sun Fire CoolThreads服务器系列T1000/T2000，作为入门级系统正式向市场提供。2007年8月，SUN还发布了UltraSPARC T2处理器——拥有8个内核，每内核可以执行8线程，从而实现了单芯片的64线程。IBM POWER6和SUN UltraSPARC T2的推出，对X86和安腾的“蚕食”形成了有力的阻击。
SUN UltraSPARC T2获2007年技术卓越奖
刀片服务器迎来发展“拐点”
尽管占据“高部署密度、高集成化、高易用”等优势的刀片服务器在2000年就已经出现，“不愠不火，雷声大雨点小”地发展了多年，但在笔者看来，2006-2007年是刀片服务器发展的“拐点”，无论是从产品技术的丰富程度来看，还是从市场销售数据来看，刀片服务器都取得了长足的进展。
2006年2月，IBM率先挑起了新一代刀片的升级风潮——BladeCenter H和基于Cell 宽带引擎（Cell BE）的刀片计算系统。7月，HP发布了其历时三年研发的BladeSystem c-class刀片服务器，具备虚拟连接（Virtual Connect）、能量智控（Thermal Logic）和洞察管理（Insight Control）等三项创新技术。8月SUN推出了Blade 8000模块化系统，摆脱了一年多来没有刀片服务器的尴尬。至此，这四大巨头均完成了各自刀片产品的升级换代。国内的浪潮和曙光也在4月份推出了刀片新品——浪潮NX4120和曙光的TC1600。
IBM BladeCenter QS20获2006年技术卓越奖
不过，在过去的数年中，刀片服务器在架构上并无太大的变动，直到进入2007年，刀片开始呈现出不同的多元化发展态势。如在处理器上，除了采用Intel与AMD x86架构处理器外，Power 6、CELL、Itanium与UltraSPARC T1（Niagara）等更多高端RISC处理器进入刀片领域；4路多核高端刀片产品也纷纷问世。硬盘配置会更加灵活，用户除了可以选择配置2或4颗硬盘的产品外，还有无硬盘刀片服务器可选。另外，作为刀片服务器的扩充，刀片存储设备也开始受到关注，甚至我们可以在刀片机箱内构建SAN环境。
惠普 BladeSystem c3000获2007年产品创新奖
2007年和2008年初，刀片服务器新品出现“井喷”现象，各大厂商纷纷推出自己的全新刀片服务器平台——曙光TC 2600、SUN Blade 6000刀片模块系统、SGI SGI Altix ICE 8200、IBM BladeCenter S、惠普 BladeSystem c3000机箱、英特尔的模块化服务器、戴尔的PowerEdge M1000e等等。其中一个重要的趋势是，IBM、惠普和英特尔的新品都盯上了成长型中小企业市场，刀片服务器不再是高高在上的“阳春白雪”。
来自IDC、GARTNER等各大调研机构的数据也表明，刀片服务器已经成为服务器市场上的一个新的增长点。IDC数据显示，尽管刀片服务器在中国服务器市场的份额还只有5%左右，但其发展速度非常迅猛，2008年上半年中国刀片服务器市场总体出货量达到18,341台，销售额为5040万美元，比2007年上半年分别增长了61.9%和31.3%，同比增长速度远高于整体服务器市场的增速，成为服务器市场中最具发展潜力的产品。IDC预测2012年中国市场刀片服务器出货量将达到315,500台，年均复合增长率达62.1%，未来将保持稳步的增长。
超越刀片 高密度计算的新发展
谈到高密度计算，人们往往想到的是刀片服务器，比如IBM的BladeCenter系列、HP的BladeSystem系列。其实不然，机架服务器自身也在朝高密度方向发展。2008年，给笔者印象最深的超高密度服务器有三款：惠普的HP ProLiant BL2x220c G5、IBM的iDataPle以及宝德的“双子星”系列服务器。这类产品大多针对Web 2.0、网格、compute farm、高性能计算和云计算等通常需要数千台服务器的应用环境。
HP ProLiant BL2x220c G5是惠普公司2008年6月份发布一款超高密度的刀片服务器，采用独特的“二合一（two-in-one）”设计，即把两台服务器结合在一个刀片中，在一个42U的机架中最高可以部署1024个CPU核，是业界首个可以提供3倍于传统1U机架服务器密度的刀片服务器。
采用二合一设计的HP ProLiant BL2x220c G5
IBM的iDataPlex则是进一步发展了刀片服务器的设计理念，采用创新的机柜设计，与传统的标准19英寸机柜比较，iDataPlex机柜的宽度是传统机柜的2倍，深度却只有传统机柜的一半左右，因此虽然占地面积没有变化，但深度减半却大大减少了对冷却送风的要求。同时，iDataPlex机柜每个1U高度可以并排放置两台服务器，因此整个机柜可以容纳多达84台服务器，也就是说，在占地面积基本不变的前提下，iDataPlex机柜可容纳比传统机构多一倍数量的服务器。
IBM iDataPlex数据中心级高密度服务器
宝德的“双子星”服务器则是在一个1U高的机箱中装入两块单路服务器主板，相当于把两个1U单路服务器整合成了一个。其实，早在2007年中，宝德就发布了第一款双子星服务器，将超密度服务器引入国内市场，弥补了界于普通1U机架服务器和刀片服务器之间的市场空白。相对于机架服务器而言，超密度服务器可以使低端用户通过多台系统的整合享受到高端的性能；而相对于刀片服务器来说，超密度服务器最大优势是拥有开放架构，兼容X86服务器工业标准，性价比更高。时至今日，宝德双子星已经发展成了一条比较完整的产品线，包括从低端的两颗双核双板服务器PR1240T到高端的四颗四核双板服务器PR1760T。
宝德的双子星服务器
虚拟化应用方兴未艾
多核计算的发展直接带来了X86服务器性能的大幅提升，这也使得将一台中高端X86服务器虚拟成几台逻辑服务器的应用模式成为可能。2006年，包括芯片、服务器、操作系统、虚拟化软件等厂商在内的X86虚拟化产业生态圈已经初步形成，成为服务器领域的一大风景——微软的Virtual Server R2、Vmware的ESX Server、Xensource的Xen、Swsoft的Virtuozzo、IBM的虚拟引擎、英特尔的Vanderpool和Silvervale、AMD的 Pacifica、Sun的Solaris Zone以及HP的三层虚拟化规范VSE等一系列虚拟化技术和产品。
作为全球领先的X86虚拟化软件厂商，VMware公司在2007年下半年推出了一款嵌入式虚拟化软件——VMware ESX server 3i。该款软件将被集成到IBM、HP、戴尔、富士通、NEC等系统厂商生产的服务器硬件中，用户可以启动自己的虚拟化服务器并直接进入功能完备的系统管理程序——虚拟化的部署变得更加简单。
VMware ESX server 3i获2007年产品创新奖
微软则从早期的Virtual PC、Terminal Services、SoftGrid、Virtual Server，到2008年Hyper-V的正式推出，完成了桌面虚拟化、服务器虚拟化、展现层虚拟化、应用层虚拟化等全面的端到端的虚拟化战略布局。在微软的虚拟化战略中，最具亮点的当属Hyper-V服务器虚拟化技术，包括Windows Server 2008内置的Hyper-V及其独立版本Hyper-V Server 2008。
另外，值得一提是，英特尔、AMD、IBM、HP、DELL、浪潮等硬件厂商也在为虚拟化推波助澜，各家在发布新产品，尤其是在推广四路以上服务器平台时，都无一例外地强调了虚拟化应用的价值。如英特尔至强7400更是将是将虚拟化视为四路以上系统最理想的一大应用模式。IBM X3850、浪潮NF560D2等也都推出了相应的虚拟化解决方案。
不过，根据IT168的调查，“对安全风险的顾虑和担心，不了解虚拟化及缺少专业人才，以及前期投资成本较高或对投资收益不明确”仍然是目前影响虚拟化技术在中国继续普及应用的三大最主要因素。另外，“现有IT基础架构复杂，虚拟化部署难度大，以及缺少成熟的方案案例”也值得关注。
高性能计算机的两极化
上世纪90年代以来，高性能计算机的发展异常迅速，其性能平均每四年提高一个量级。2008年，高性能计算机的发展更是呈现了两种截然不同的发展方向：往高端走的千万亿次规模超级计算机和往低端普及道路走的个人高性能计算机。
根据今年11月公布的全球高性能计算机TOP500排行榜，已经有两台千万亿次超级计算机上榜：每秒运行1.105千万亿次计算的IBM超级计算机Roadrunner（走鹃）继续排在首位，该套系统在今年6月份第一次上榜，安装在美国Los Alamos国家实验室；排名第二的Cray XT5以1.059 petaflop/s（千万亿次每秒）的速度成为了TOP500历史上的第二台千万亿次级计算机，安装在美国Oak Ridge国家实验室，代号“Jaguar”（美洲虎）。这里值得一提的是，早在2006年，IBM就推出了采用CELL处理器的刀片服务器——BladeCenter QS20，而到了2008年，其升级版的基于PowerXCell 8i处理器的BladeCenter QS22，已经在全球最快的超级计算机Roadrunner中得到大规模采用。
在中国，2008年，曙光5000A和联想深腾7000分别签约上海超级计算中心和中科院超级计算中心，成为目前国内两台运算速度超过百万亿次的高性能计算机。根据曙光的规划，千万亿次规模的曙光6000将在2010年左右推出。
曙光5000A超百万亿次超级计算机
不过，随着系统规模越来越大，千万亿次计算时代的高性能计算机正在面临扩展性、可靠性、高功耗、均衡性等方面的挑战。
在另一方面，更加值得关注的是针对中低端市场的个人高性能计算机已经出现。早在2006年11月，泰安就在美国2006超级计算年会上推出了运算性能达256 GFLOPs的“TYPHOON台风”600系列个人超级计算机。到了2008年，在中科院计算所的支持下，曙光公司高调推出了pHPC100个人高性能计算机；今年9月份，微软和Cray两家公司就首次联手推出了大小和普通PC相当，售价2.5万美元到6万美元以上，预装Windows HPC Server 2008操作系统的个人超级计算机Cray CX1；今年11月份，NVIDIA则是推出了“CPU+GPU”混合架构的Tesla个人高性能计算机——由于总共拥有960个GPU核心，使其浮点计算性能高达每秒4万亿次，是当前台式工作站的250倍，而售价不到1万美元，跟相同性能水平的传统超级计算集群相比，价格只有1%。个人HPC的概念也得到了英特尔、AMD、曙光、宝德、超微等公司的认同。
曙光个人高性能计算机PHPC100
附：服务器领域历届技术卓越奖回顾
2006年：
专题：http://subject.it168.com/excellence/zhuoyue/award.aspx
技术卓越奖：IBM BladeCenter QS20
产品创新奖：IBM Power5+双核处理器、Sun UltraSPARC T1处理器、英特尔Bensley平台、浪潮英信NF280D、联想万全R520G6、惠普Proliant DL360G5、Sun Fire X4500、惠普Integrity rx3600
2007年：
专题：http://zhuoyue.it168.com/2007/zhibo.aspx
技术卓越奖：英特尔高K栅介质45纳米硅制程技术、IBM Power6处理器、Sun UltraSPARC T2处理器
产品创新奖：AMD K10处理器、HP BladeSystem c3000刀片服务器、IBM X3850M2服务器、VMware ESX server 3i虚拟化软件
年度产品奖：英特尔至强7300处理器、IBM BladeCenter S刀片服务器、SGI Altix ICE8200刀片计算平台、曙光TC2600刀片服务器、惠普Prolaint 180服务器、华硕RS161-E5服务器、联想万全R515服务器、浪潮英信NF520D2服务器
2008年：
专题：http://zhuoyue.it168.com/2008/default.aspx
获奖结果将在1月9日的“2009中国IT产品创新与技术趋势大会”上正式公布，敬请关注。
