【IT168 报道】关键业务应用是服务器领域的核心关键应用，主要指的是在线交易、商业分析和数据库三大类别，通常在金融、电信等关键行业的核心应用，强调系统的可靠性、可用性，由于关键业务应用单位时间内的工作负载往往较大，因此关键业务应用更加侧重Scale up(向上扩展)的应用模式。

▲关键业务应用通常是金融、电信等关键行业的核心应用

　　标题中的云应用其实是不严谨的说法，我们强调的是在云计算及互联网计算架构影响下，数据中心向分布式方向发展，从而涌现的越来越多的Scale out模式的新兴应用案例，这些新兴应用模式缺省在x86环境下开发，包括但不限于Openstack、虚拟化、Hadoop等等，并更加强调Scale out(横向扩展)的应用模式。

　　关键业务和云应用相互融合

　　长期以来，这两类应用泾渭分明，各有各的应用行业，也通常采用不同的基础架构。不过今天我们看到，两类应用市场已经开始发生一定的融合。一些互联网企业应用的工作负载已经到达了相当的规模，和传统的金融、电信等行业达到同等的量级(如天猫、12306等等)，与此同时，金融、电信等传统的关键行业用户也在尝试更多的解决方案，试图通过Scale out的方式，将传统由硬件层面实现的可靠性交由软件来完成。

▲天猫双十一的工作负载压力巨大，支撑双十一的基础设施架构也是互联网架构的典范

　　在产品端，从产品形态上，我们看见x86系统和小型机也正在发生一定程度的融合。小型机从上至下、由核心向外延应用渗透，而x86服务器也多年来持续向核心关键应用进取。今年年初发布的两款处理器新品：英特尔至强E7 V2和IBM POWER8，就很好的体现了这种融合。

　　英特尔至强处理器诞生12年，推出了不少划时代的产品，不过今年2月25日正式发布的E7 V2处理器仍然有着极其重要的意义，表明英特尔对关键业务领域全力出击的战略。E7 V2是英特尔推出的明确定位关键业务应用的处理器平台，并在提供关键业务应用所必须的RAS特性上，进一步强调了E7 V2处理器对于内存计算、大数据分析等应用的支持。

　　IBM POWER8处理器于今年4月28日推出。作为一款长期以来在关键业务应用领域占有优势地位的处理器平台，POWER8的发布带来很多新鲜的信息：IBM显然希望通过POWER8加大在新兴工作负载应用市场的攻势，在4月28日推出的五款Power服务器都集中在四路以下市场，并强调对Linux操作系统的支持和Scale out应用模式。此外，基于POWER8平台的另一项开放举措——OpenPOWER基金会，也全面面向Linux操作系统下的新兴工作负载。

　　E7 V2与POWER8全面比较

　　Xeon E7 v2是22nm制程工艺IvyBridge-EX架构下的产品，除之前提到奇数核心外，主要三通道DDR3-1600 DIMM内存(每路最多24条)、三条QPI总线、最多32条PCI-E 3.0通道、VT-x/VT-d/VT-c虚拟化、Turbo Boost 2.0睿频加速、TXT可信赖执行以及OS Guard系统保护。由于核心架构和核心数量的增加，为至强E7 v2处理器带来了全新的变化，而3条环形总线的应用则保证了每个核心到缓存的时间一致性，可以有效的降低延迟。

▲E7 V2与E7的对比

　　Power8处理器总共能支持96个线程。该处理器采用了22nm制程工艺制造，芯片晶圆面积为650mm^2。Power8的非核心区域，配置了eDRAM 3级缓存，PCI-E和DDR内存控制器，以及各种加速器，用于提升每个内核的处理速度。之后通过NUMA互联技术，让每个节点都可以共享内存。

▲POWER8与POWER7/7+对比

　　当然处理器平台性能和整机性能之间还有很大的区别，而且仅就处理器而言，除了硬件上的指标规格之外，英特尔E7 V2显然强调了针对关键业务应用的高可用RAS特性，而已经在关键业务应用领域占据优势地位的POWER8则重点强调了对Linux环境的支持。 在虚拟化的支持方面，IBM POWER平台提供了原生的PowerVM虚拟化平台，英特尔则通过VT-x、VT-d以及VT-c技术以增强对虚拟化应用支持。

　　IveBridge-EX与POWER8架构对比

　　POWER8处理器内部架构

▲POWER8处理器内部架构

▲POWER8核心架构

　　架构方面，POWER8采用了8分派、10发射、16流水线的设计，并增强了预取能力。缓存拥有一级数据64KB、一级指令32KB、二级4MB(每核心512KB)、三级96MB eDRAM(所有核心共享)、片外四级最大128MB eDRAM。双通道内存控制器，带宽最大230GB/s。Power8整合了多种加速器，包括加密、内存扩展、事务性内存、VMM(虚拟机管理器)助手、数据转移和虚拟机移动性，总线方面则支持PCI-E 3.0、SMP互联CAPI(一致性加速处理器接口)。缓存支持NUCA(非对称缓存架构)，带宽和延迟很灵活，而每个缓存区块的单向互联带宽高达150GB/s。

▲POWER8内存控制架构

　　内存支持方面提供了两个主内存控制器与8个内存通道，由内存缓冲芯片做中介与内存DIMM相连，总计32个内存插槽，最大1TB内存容量。

▲E7 V2所采用的IveBridge-EX处理器架构

▲E7 V2所采用的IveBridge-EX架构示意

　　至强E7 v2所使用的IvyBridge-EX架构采用环路链接，提供了三条环形总线。具备了3条QPI通道，其中2个通道具备双缓存连接，另外一个是单连接。此外QPI通道的速度由上代6.4GT/s提升到了8GT/s，为处理器之间的互联提供了更大的带宽和更多的链接。

▲E7 V2的内存支持

　　内存支持架构是E7 V2的亮点：在IveBridge-EX架构中增加了一个内存缓冲扩展芯片。每个内存缓冲扩展芯片可处理6个DDR3 DIMM内存插槽，每处理器支持四组内存缓冲扩展芯片，这样每插槽提供了24个DIMM插槽，每插槽最大支持64GB内存，每处理器内存容量最大1.5TB。

　　此外E7 v2平台可以实现一种名为双重内存模式的技术，分别支持“锁步模式(Lockstep Mode)”和“性能模式(Performance Mode)”两种不同的内存应用模式。其中锁步模式利用了镜像技术，更偏可靠性，适用于准确度要求高的工作负载，如高速交易和金融业务。性能模式下寻址速度更快，可以访问更大的内存范围，吞吐量也更高，更适合高吞吐量工作负载，如流媒体应用。

　　E7 V2处理器和IBM POWER8指标对比　　

▲英特尔E7 V2处理器和IBM POWER8处理器指标对比表(由于今年4月，选择英特尔至强E7 4890 V2与四路POWER8对比)

　　简单来说：

　　E7 V2处理器拥有更多的核心数量，但单个核心的主频和线程均逊于POWER8。高性能、且多线程的处理能力使得POWER8在整体系统性能上拥有更多优势。

　　E7 V2强调了大内存应用，并提供了最大1.5TB的内存容量(每处理器24内存插槽，每插槽最大64GB内存容量)，不过实际上E7 V2支持了两种内存应用模式，而真正适用于内存应用的“锁步模式”会带来一定程度的容量损耗，因此，最终可用于内存计算的内存容量实际上不足1TB。POWER8则提供最大1TB的内存容量(32插槽*32GB)，因此在内存计算方面实际上POWER更占优势一些。

　　最重要的还是生态圈的问题，x86系统目前生态圈占有优势地位，且多年来对关键业务应用市场的蚕食正在慢慢改变市场格局。原本使用小型机的客户也开始向X86迁移，其中不乏关键的电信、金融客户以及核心应用。不过POWER8也采取了一些重要革新，通过OpenPOWER开放内部核心架构，让更多厂商得以加入Power阵营，为POWER生态圈添砖加瓦。

　　OpenPOWER成立于2013年8月，IBM联合谷歌、NVIDIA、泰安、Mellanox成立了OpenPOWER联盟，之后演化为OpenPOWER基金会。今天，OpenPOWER基金会的成员已达25个，涵盖芯片、SOC、软件、系统各个层面。这些成员在OpenPOWER生态圈中发挥各自的优势，共同构建一个完整和快速拓展的生态系统，塑造多方共赢的合作关系和产业环境。其中谷歌已经展示了一款基于POWER架构的服务器主板，谷歌表示将把谷歌软件堆栈迁移到POWER上，同时基于谷歌设计的Power服务器平台还将不断集成和测试OpenPOWER基金会及社区创造的新技术。

　　此外，为了提供对Linux环境更好的支持，Power8服务器均支持Ubuntu操作系统，以及Linux虚拟化工具KVM在Power系统上的兼容版本PowerKVM，可在Power8系列中的Linux服务器上运行。这一举措的目的是增强对OpenStack支持，加速云领域的创新。