关键词:Power技术奥秘 技术登峰造极 系统优化创奇迹
Power 7给力 "沃森"思索不输人类,一个重要意义就是说明通用小型机在海量数据处理与性能级运算中已经拥有不输于人脑的能力--构成"沃森"的是市面上买得到的90台Power 7通用四路服务器。也就是说,每台Power 7服务器拥有四个8核Power 7处理器,构成32个计算内核,而"沃森"也就拥有了2880个Power 7计算内核(360个处理器)。以下四点足以表明其强大计算力。
1、eDRAM三级缓存带来超高性能
所谓eDRAM顾名思义,就是指嵌入式动态随机存储器(Embedded DRAM),它有两方面的好处。首先是eDRAM本身比目前广泛使用的SRAM缓存具有更高的速度,更高的密度以及更低的功耗。根据IBM的官方数据,eDRAM只需要传统SRAM三分之一的空间,五分之一的功耗就可以获得同样的缓存容量,并将错误几率降低250倍。
eDRAM与逻辑晶体管全兼容,且逻辑性能不会退化。IBM Power 7处理器集成了高达32MB的片上L3级缓存,较片外缓存延迟只有1/6,带宽则提升了两倍。我们知道,处理器执行计算需要依次在L1、L2、L3缓存中查询数据,而缓存越大使得查询“中靶率”越高,Power 7中的32MB L3级缓存可以说将这种思路拓展到了极致。
2、SMT4智能的并发多线程
并发多线程技术(SMT)大家已经不陌生,但是与以往单一物理内核能分出2个逻辑线程并行计算不同,Power 7中的SMT4将每核心的多线程数量从以前的2线程提升至4线程。而且处理器可以智能的根据应用需求在单线程,双线程和4线程之间动态切换自身的线程数量,以获得非常好的应用表现。
所谓智能并发多线程,指的是IBM Power 7不是每颗核心4线程,而是智能的根据应用调整线程数量——在面向繁多的“碎小计算”时转入SMT4模式,8核32线程最大并行计算;而面向大规模单线程计算任务时,转入SMT1模式,8核8线程,最大化的使用每颗内核进行计算。
IBM官方数据显示,当负载能够受益于多线程时,SMT2模式较SMT1提升50%,SMT4模式较SMT1提升80%。
3、Turbo Core模式将全部资源集中
对于“沃森”来说,海量数据的瞬时分析,一方面考验了并行计算特性,另一方面也对线性计算的次序提出了严格要求。也就是说,如果“沃森”通过并行计算检索了很多数据,又如何能进行比对并筛选出答案,进而抢答——这就需要组成“沃森”的“细胞”——Power 7服务器在两种情况下都具有超强性能。
Turbo Core模式最大特点是根据应用负载的变化,自动关闭Power 7八个核心中的四个,将缓存、带宽资源全部分配给剩下的四个核心,并动态提升主频。举个形象的例子,8辆车(8个核心)在高速公路(相当于带宽)上跑,现在退出了4辆车,于是变相等于剩下4辆车的路(带宽)变宽了——而那4辆车的汽油(CPU内供电)也给了剩下的车,于是发动机可以超负荷工作(提升主频)跑的更快了。此外,剩下的4辆车还获得了全部的货物(缓存)。
对于数据库和事务工作负载来说,计算的并行度并不是掣肘的因素,因此IBM在Power 7中会用“牺牲其他4核”的方式集中所有资源给剩下的内核,以提高计算强度。另外,从目前日趋流行的虚拟化和云计算发展来看,减少处理器内核有助于降低虚拟化软件的收费;而云计算也是按需付费计算核心数量,这样在获得较高数据库性能的同时,降低了成本。
4、AME技术将可用内存拓展100%
AME技术全称是Active Memory Expansion ,是从POWER7开始支持的一项新的内存虚拟技术。它通过内存数据压缩的方法,在已有内存容量不变的基础上,为服务器开辟更多的LPAR,或是提升LPAR性能。“沃森”同时处理海量数据检索,对内存需求达到了无以复加的地步——这几乎是一个追求极限性能的计算项目——与人脑对抗。
据IBM透露,在SAP应用测试环境下,Active Memory Expansion可以将内存量提升50%,该技术将使得之前受到内存容量限制的同性能服务器多处理65%的交易处理或用户量。在Power 7系统上,AME技术可以让SAP等内存密集型应用程序将目前的内存多认出50%,而有效扩展推度可以达到100%。
此外,Power虚拟化、基于AIX7的Power系统高可用性集群、以及x86到AIX的轻松迁移等热门话题,在本届论坛上也将深入探讨,不可不看。
总结:
作为Unix服务器领域20年来创新的引领者和业务价值的驱动者, Power Systems秉承IBM "智慧的运算 "战略随需而动,围绕大数据整合、优化系统、以及云计算交付模式进行突破性创新。从Watson超级计算机、Power Cloud-Box,到基于POWER7的优化系统,Power Systems将从全方位满足客户对IT基础架构和业务应用的新需求,全面开启了一个崭新的计算时代。