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全球科技巨头助拳 OpenPOWER能否力挽狂澜

2017-12-12 11:09    来源:中华网  作者: 厂商动态 编辑: 谢涛

  自2013年IBM在联合Google、NVIDIA、TYAN、Mellanox成立了OpenPower联盟,并成立OpenPower基金会之后,IBM着力推进OpenPower事业,特别是与中国的联盟伙伴共同在芯片设计、系统设计与开源软件三个层面推动Power生态环境的发展与壮大。6月22日,IBM举办主题为“汲取开放力量绽放创新价值”的2016中国OpenPower高峰论坛,与中国的合作伙伴一起,共同向客户展现了基于Power开放平台构筑的开放生态系统,及其所带来的丰富行业解决方案和广阔的市场前景。

  Power的兴衰荣辱

  IBM对Power的解释是取Performance(性能)、Optimization(优化)、Wisdom(智能)、Efficiency(高效)和Reliability(可靠)五个单词的首字母缩写。正如Power这个名称,自其诞生之日起,Power架构处理器的性能一以贯之的出类拔萃。

  Power诞生于1990年,并斩获过多项世界第一——全球第一个双核CPU,全球第一款刀片服务器CPU,第一个战胜国际象棋冠军加里·卡斯帕罗夫的电脑深蓝所采用的CPU,第一个量产主频超过5G的CPU,第一个高超线程的CPU,以及第一个5000针的CPU,第一个封测成本比硅片成本还高的CPU,第一个单芯片量产价格突破10万美元的CPU......其应用范围曾经涵盖过小型、中型、大型主机,从高端到低端的工作站都可以看见Power的身影。此外,Power还曾占据服务器市场三分之二的市场份额。而IBM也凭借Power巩固了自己科技巨人的地位,不仅在CPU研发上有着乱序执行的基础框架、寄存器重命名等一些列先驱性贡献,在科研上曾经一度成果斐然——在2001年,IBM获得美国专利和商标局授权专利数量高达3411项,比HP、Intel、Sun、Microsoft、Compaq、Dell、Apple、EMC、Oracle、EDS、Accenture和AOL在内的12家最大的美国IT业公司加在一起还要多。

  但就在IBM和Power芯片光芒四射,性能盖过Intel和X86芯片的同时,Intel却利用与微软结成联盟,并充分借力戴尔、康柏等整机厂,以Wintel联盟的方式在PC市场大杀四方,加上IBM太过于任性,更倾向于服务土豪用户,没能细分和精耕市场,对市场和研发的综合掌握能力都不及Wintel,使Power空有一身高性能却难以抵挡Wintel联盟的侵蚀——从PC到工作站服务器Power、Sparc等架构CPU的市场份额逐步被X86架构CPU蚕食。

  与此同时,由于软件厂商若要兼容多种架构CPU的成本越来越高,造成软件厂商开始逐步放弃兼容一些架构的CPU——Power、Mips、Sparc、Alhpa等架构CPU先后被软件厂商抛弃,而原本性能最弱的X86芯片则依靠Wintel联盟和软件生态的优势笑到了最后。即便是曾经占据三分之二市场份额的服务器领域,低端服务器已然被Intel的X86芯片侵占,Power唯有在对可靠性、稳定性要求非常高,在决策上也非常保守的使用场景下,比如银行所采用的高端服务器市场寻找存在感。

  什么是OpenPower

  正是昔日曾经辉煌的Power有着日渐被边缘化的趋势,如果IBM依然完全独占Power,其他IT公司根本不会基于Power构建基础软硬件。因此,IBM选择了联合Google、NVIDIA、TYAN、Mellanox成立了OpenPower联盟和OpenPower基金会试图力挽狂澜,旨在通过开放合作的模式,将IBM的Power硬件资产与软件堆栈,以及第三方联盟伙伴的软件堆栈深度结合,在芯片设计、系统设计与开源软件三个层面推动Power生态环境的发展与壮大。

  由于大数据、云计算的时代即将到来,服务器市场将迎来一次大大的利好,谷歌、Facebook、亚马逊等公司显然不愿意在服务器CPU上完全受制于Intel的X86芯片,寻找可能的替代方案就成为当务之急。在这一背景下,OpenPower基金会及其采用的商业模式就给予客户一个新的选择——IBM将Power技术开放给业界共享,从芯片、I/O、固件、整机到软件的产业链条的各个厂商,支持基金会成员定制Power 处理器、系统平台、固件和中间件软件,进行优化,满足其业务需求。使所有成员都有机会利用开放的Power技术实现自身业务的重大突破,同时整个客户和产业链也将受益。

  因此,越来越多的IT公司开始加入OpenPower联盟——比如,谷歌就通过与Rackspace携手合作,向开源计算工程提交基于Power9的服务器设计方案,满足终端客户对于数据中心服务的各种需求;SUPERMICRO正在为IBM开发两款基于Power的全新服务器,全新系统基于该公司的“Ultra”架构;NVIDIA 和Wistron研发了基于OpenPower高性能计算服务器,该款服务器将借助NVIDIA NVLink高速互联技术将Power8处理器直接连接至新款NVIDIA Tesla P100 GPU加速器......

  截至目前,OpenPower基金会已发展到200多成员遍布24个国家,并成功开发出了超过80的产品和解决方案以满足和解决的客户的各种需求。此外,还有100多个科研项目正在协商公关中。为了解决软件生态瓶颈,OpenPower基金会还联合了2200家软件开发商为其构建软件生态,力图补全在软件生态方面的短板。

  OpenPower与中国

  值得一提的是,IBM还格外重视中国市场和中国的合作伙伴——在2014年,IBM向中国大陆中晟宏芯授权Power8源代码,以及基于Power8修改开发新产品的权利。平心而论,虽然IBM在技术上依旧有一定保留,但该项授权确实颇有价值——不仅在授权的开放性和等级上均高于ARM对国内展讯、联芯、全志、瑞芯微的授权水平(ARM禁止修改源代码),而且还使中国大陆的工程师第一次接触到Power8这种高性能CPU的源代码。更有意思的是,在协议中还有不排除将来进一步授权Power9的意味。

  在整机研发制造方面,浪潮集团、苏州中太服务器有限公司和英特力数据公司加入了OpenPower阵营。英特力高性能服务器产业化项目规划总投资30亿元,项目涵盖范围包括整机系统、加密模块、应用软件开发及大数据和智慧商业整体解决方案的设计。计划基于Power架构服务器CPU研发适合于不同领域的服务器系统,并通过对Power8芯片技术的消化、吸收和再创新,完成高性能服务器整机系统的生产、服务、以及软件移植和基于Linux架构的应用软件开发等工作。据最新消息,英特力数据公司已经与山东济宁云计算中心举行签约仪式,即将交付其首批OpenPower高性能服务器,以支撑济宁云计算中心的发展。

  在2015 OpenPower中国高峰论坛上,苏州中太发布了采用宏芯CP1芯片的两路192线程RedPower服务器。RedPower服务器不仅性能不逊色于X86服务器,还继承了IBM Power体系最严苛的RAS标准,可以实现对整机系统核心部件CPU、内存电源、风扇的故障定位和隔离修复。借助强大的RAS特性,RedPower服务器可以实现95%机器一年内非计划宕机时间小于40分钟。此外,IBM与苏州中太服务器有限公司签署分销合作协议也颇具新意——苏州中太服务器有限公司委托IBM作为中国授权经销商,使苏州中太公司能充分利用IBM遍布全国各行业和区域的销售和服务网络,联合软件开发商等产业链合作伙伴,共同推动开放的OpenPower服务器在中国行业的落地应用。

  由于OpenPower架构在面对大数据、认知、云计算、互联网应用等新兴业务时具有着独特的性能、技术优势,以及OpenPower也拥有一个开放的生态系统,使浪潮集团加盟OpenPower联盟——在2016 OpenPower中国峰会上,浪潮集团介绍了该公司新研发的OpenPower服务器以及未来产品路线图,想必作为中国服务器出货量排行第一的浪潮集团加盟OpenPower联盟之后,OpenPower的生态系统会得到进一步优化和完善。

  

  作为BAT三巨头之一的腾讯,一直以开放的姿态看待OpenPower,对OpenPower服务器进行了多方面测试,由于采用Power8芯片的服务器具有多核多线程技术和高内存带宽等特性,非常适合大数据等业务场景,也许在不远的将来,腾讯会采用OpenPower的技术应用于自己的大数据业务。

  引进IBM技术正确与否

  有观点认为引进技术是正确的,因为引进技术,就可以站在巨人肩膀上发展自己的技术;但也有观点认为必须另起炉灶,彻底摆脱对外国技术的依赖,靠自主创新谋发展,否则总跟在别人后面跑,永远追不上。

  习近平书记在网信工作座谈会上指出,“这两种观点都有一定道理,但也都绝对了一些,没有辩证看待问题。一方面,核心技术是国之重器,最关键最核心的技术要立足自主创新、自立自强。市场换不来核心技术,有钱也买不来核心技术,必须靠自己研发、自己发展。另一方面,我们强调自主创新,不是关起门来搞研发,一定要坚持开放创新,只有跟高手过招才知道差距,不能夜郎自大。我们不拒绝任何新技术,新技术是人类文明发展的成果,只要有利于提高我国社会生产力水平、有利于改善人民生活,我们都不拒绝。问题是要搞清楚哪些是可以引进但必须安全可控的,哪些是可以引进消化吸收再创新的,哪些是可以同别人合作开发的,哪些是必须依靠自己的力量自主创新的。核心技术的根源问题是基础研究问题,基础研究搞不好,应用技术就会成为无源之水、无本之木。”

  而权威人士曾对笔者说,“虽然从情感上我们都希望自主CPU公司能够击败Intel、ARM,但由于过去几十年,无论在硬件上还是在软件上,国外公司拥有着异常丰厚的技术积累,自主CPU想要做到X86、ARM今天的地位其难度之大近乎登天。对自主CPU来说,更现实的做法是在工控、网安、军用,以及特定行业的嵌入式芯片里谋生存。另外,如果政府支持的话,党政军办公PC和服务器也会有自主CPU的一席之地。但是,自主CPU想要在纯商业市场上挑战Intel、ARM的可能性是微乎其微的。

  这样一来,在商业市场就有3个选择,一是X86,比如最近海光和AMD成立合资公司以及兆芯,这些合资也许有高层意志的成分在里面,最大的好处是兼容X86,可以运行windows;二是ARM,国防科大、华为海思、展讯都在走这条路,优势是ARM授权相对X86更开放,而且在手机、平版上ARM也具有软件生态上的优势;三是Power,Power最大的好处是可以使中国大陆的工程师接触到高性能CPU的源代码,直接触碰到最顶尖的技术,至于这几条路哪条路能走通,这个谁也说不清楚,只好都尝试一下,任由时间去检验了。”

  最新技术成果

  2016年5月,OpenPower基金会近日发布了50多项新基础架构与软件创新,涵盖包括系统、主板网卡与加速器在内的整个系统堆栈。而其中最引人注目的莫过于面向高性能服务器和云计算的全新服务器,以及与CAPI相关的技术。

  在面向高性能服务器和云计算的全新服务器方面,与TYAN联手的TYAN GT75-BP012已然趋于成熟,TYAN GT75-BP012是以Power8处理器为设计核心的1U单路服务器平台,支持OpenPower系统采用ppc64的设计架构。同时,Rackspace云厂商宣布“Barreleye”服务器已走出实验室,正式部署于数据中心,Rackspace公共云中首款由OpenStack支持的应用也即将推出。

  另外,IBM联手NVIDIA与Wistron成功研发出OpenPower高性能计算服务器,该款服务器将借助NVIDIA NVLink高速互联技术将Power8处理器直接连接至新款NVIDIA Tesla P100 GPU加速器。此外,IBM与NVIDIA还计划打造全球加速实验室,帮助开发人员与软件开发商将应用移植到基于Power8与NVIDIA NVLink的平台之上。据了解,美国正在研发中的100P超算正是采用IBM和NVIDIA的产品,笔者猜测,美国的100P超算将会是Power+Tesla的组合。

  在与CAPI相关的技术方面,包括Bittware、IBM、Mellanox与Xilinx在内的基金会成员发布了10多款基于CAPI总线的全新加速器解决方案——由于传统架构的限制,CPU在处理大量流数据时往往显得力不从心,为了加速运算开始引入FPGA进行加速,最初的FPGA通过做到PCIe卡上参与加速,但过程比较复杂,效果也不是很好,在引入CAPI之后才真正起到了加速的作用(CAPI就是相干加速器处理器接口,外置的网络、闪存等设备通过CAPI直接与CPU相连接)。

  正是得益于先进的CAPI技术,使Power服务器完全支持CAPI+FPGA,进而使FPGA能实现与处理器的高效连接,从而充分利用FPGA可编程硬件强大的硬件加速能力,实现软硬结合的异构计算,大幅提高对数据、云计算应用的处理性能——在采用CAPI技术搭载FPGA加速硬件后,Power服务器无论是在大数据处理还是云计算虚拟机能力方面都大幅领先竞争架构的产品,特别是可以将KVS(key value storage,键值存储)性能提升近20倍。而这恰恰是使Power服务器在大数据和云计算上取得差异化竞争优势之所在,想必这也是Intel不惜豪掷167亿美元收购Altera的原因之一。

  结语

  本质上说,OpenPower当今遭遇的软件生态瓶颈,自主CPU面临迟早要面对,而且问题都如出一辙——都是面临在性能满足适用场景需求的情况下,如何打破软件生态的短板的问题,而OpenPower的在构建产业联盟,搭建软件生态的诸多做法着实值得自主CPU公司学习借鉴。

标签: OpenPower
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