x86赢得主动:破壁传统行业

正如本章第一节所说的,在Windows和Linux两员猛将的支持下,x86产业链逐步壮大,x86服务器在非核心、非关键应用领域已经形成了相当的优势。然而,这不是x86的最终目标,x86架构的使命是要重塑服务器市场,不仅在企业的非关键业务应用领域,更重要的还包括关键业务应用领域。

所谓关键业务(Mission Critical)应用,是指支持业务营收等关键业务流程的应用,一般需要部署在独立与优化的系统架构上。典型的关键业务应用务包括商业智能分析、业务流程处理、核心数据库等。

通俗地理解,关键业务应用就是那些在运行中不能出现间断的核心应用,特别是政府、国防、安全、电信、金融、交通、医疗等关系到国计民生的行业中的企业和机构所运行的这类应用。关键业务应用的特性决定了其运行中一旦出现意外中断就会造成极大的、甚至是无法弥补的不良影响及损失,这就对支持它的IT平台,特别是承载它的服务器提出了非常严格的要求。

在关键业务应用领域,RISC架构一直以高性能和高RAS特称王称霸。然而,随着x86架构以及基于x86的Linux平台的性能和可靠性的不断提升,RISC架构在关键业务领域的霸主地位已经受到严重的威胁,加之企业用户对于RISC架构封闭性的不满,使得用户从RISC架构迁移到开放的x86架构的愿望越来越强烈。

2010年对于x86架构来说是具有纪念意义的一年,这一年,Intel推出了至强7500。至强7500的定位已经不再是传统的多路x86服务器市场,而是高调的提出了新的市场目标——RISC Replacement,即RISC的替代,这在以往是从来没有过的,虽然有时会拿RISC系统做性能上的对比,但明目张胆的向RISC挑战这无疑是第一次。

英特尔架构事业部副总裁兼数据中心事业部总经理Kirk Skaugen表示,“通过至强7500 系列,英特尔为用户提供了前所未有的性能、可扩展性和可靠性提升,从而让主流用户也能获得运行关键任务的能力。而这些优势的融合,将帮助用户将他们的生产力提升到一个全新的水平,并加速整个产业界从旧式专有架构向开放架构的移植步伐。我们则正在推动高端计算朝着更加开放的趋势不断发展。”

而在Unix服务器领域,Unix的老大IBM也在同年2月8日推出的POWER7处理器,表明了POWER家族发展的三年一更新的坚定步伐。

随着Intel把矛头直接指向了RISC架构,x86架构与RISC架构在企业关键应用领域展开了正面交锋,双方的代表分别为Intel的至强7500和IBM 的Power 7。

网络上也因此掀起了一场沸沸扬扬的关于x86架构和RICS架构的讨论,究竟是选择x86架构还是RISC架构?用一位用户的话来说就是,“我们在采购中就看两件事,一是待选产品在性能和RAS特性上能否满足其需求,二是性价比是否理想”。

在成本方面,开放性x86平台一直占有优势。从当时至强7500家族的成员的报价来看,最高的为3692美元,合人民币2.5万元左右,与POWER7比起来则只是个零头。两颗POWER7 3.8GHz处理器+16个DIMM插槽组成的CPU插卡的价格为5.7万美元,每颗CPU的价格基本可以锁定在2.4万美元以上了,合每颗CPU大约16.5万元人民币,基本上是至强7500顶级型号的6倍多。这只是采购成本。在系统的维保成本方面,RISC的维保费用相当高,操作系统的升级、软硬件的升级、板卡的升级等。除此之外,运营成本也是要考虑的因素,X86的服务器的运维一般的大学生就可以做到,而RISC服务器需要更高级的人才才能做。

性能方面,至强7500的八核心16线程的设计让其在性能方面大大提升,四条QPI总线意味着四路系统中任意两个内核可以直接通讯,通过第三方节点控制器最多可以支持八路并联也就是单一节点最多可以拥有64核心,128个逻辑线程。当时的测试结果表明,尽管4插槽的至强7500的优势不是很明显,但是8插槽的至强7500在性能上已经要远远超出4插槽的Power 750和4插槽的Power 755。在撰写此文时,正值英特尔至强E5发布,新的PCI-Express3.0总线和主板级的10GB以太网技术使得工业标准服务器已经可以轻而易举地承载一些对系统要求很苛刻的工作负载。

在RAS特性方面,一直以来都是RISC小型机的占据关键业务应用市场的法宝。然而,至强7500的RAS特性有了革命性的突破。至强7500所采用的Nehalem-EX架构借鉴了安腾处理器的RAS特性,包含了22项全新的技术,在数据完整性和系统的可用性都有了很大的提升,并最大限度缩短计划外停机时间,为关键业务应用向x86平台增加了筹码。值得一提的是,英特尔关键业务的核心产品——至强E7的RAS水平已经可与安腾媲美比肩,基于E7平台的服务器的可靠性已经达到了“5个9”、“6个9”甚至是“7个9”,足以满足大部分关键业务应用的需求。当然,对于应用系统的连续性而言,除了硬件的RAS特性之外,软件的可靠性也是十分重要的。而当时基于x86架构的Linux在RAS特性方面也已经十分出色了。在信息技术工业委员会(ITIC,Information Technology Industry Council)发布的服务器硬件与操作系统可靠性调查报告中,基于x86系统的SUSE Linux平均每年的非计划停机时间已经与顶尖的RISC系统平分秋色。

在可扩展性方面,作为英特尔在关键业务应用的核心产品,英特尔至强E7处理器具有十分出色的表现。在云计算时代,虚拟化和分布式计算的技术由于可以实现业务的弹性扩展,备受企业用户的关注。而另一方面,虚拟化技术在满足用户日益增长的需求的同时,却对服务器的内存容量和自动扩展的能力提出了很高的要求。为了解决虚拟化和分布式计算的内存容量和自动扩展性的问题,至强E7处理器在设计时做了十分充分的考虑。基于E7-8800/4800/2800的服务器能够支持32GB的DDR3 DIMM内存,4路服务器可以实现高达2TB的内存容量,这可以增强应用性能。例如在系统内存中移动销售数据库以加速交易时,基于英特尔至强处理器的服务器可扩大至8个处理器和4TB内存,通过使用节点控制器,制造商可以生产大量可扩展的服务器,让每台服务器配备高达256个处理器。由此可见,基于至强E7处理器系列的服务器的超强的扩展性,使得计算平台的稳定高效可靠再不局限于单一一台物理主机,并且,软硬件结合的开放平台在保障业务连续性的同时,为用户带来更好的效率和实时海量业务处理能力,为广大用户带来了比RISC封闭式架构更广阔更自由的应用发展空间。

综上所述,以至强7500和至强E7为代表的x86架构已经完全具备了在关键应用领域与RISC架构对决的能力。有媒体评论表示,“至强诞生13年,推出了不少划时代的产品。但是,没有一款能像今天的至强E7这样,在关键业务领域有如此绝佳的表现。”

在至强7500和至强E7把矛头直接指向RISC架构之后,“x86架构也可以适用于关键业务领域”的想法已经被许多企业用户所认同。RISC阵营中的厂商依然是在走垂直、封闭的路子,其系统和解决方案仍是从处理器到平台到操作系统到中间件再到应用软件,基本上出于自家门下。于是,企业用户纷纷把目光投向开放的x86平台,然而,对于用户而言,要从一个完全封闭RISC的架构中迁移出来,在技术上存在着很大的挑战。

就拿电信行业的计费系统来说,除了要解决技术上的难点之外,得到各个方面的支持也十分重要。中国电信广东研究院的李先绪曾经介绍过,第一,软件平台的跨系统迁移,包括计费系统这样的应用系统,还有操作系统、数据库系统等,这三个系统涉及到的集成商和厂商非常多,厂商对于迁移工作的支持,包括技术能力、服务的力度以及对于系统优化的能力对于迁移工作非常关键,这三个层面的任何一个集成商不给力,迁移就不好搞。第二个难点是数据的迁移,任何一个系统说到底最根本的是数据,数据是应用的核心,所以在迁移过程中一定要做好数据方案:迁移过程中怎么样保证不影响生产系统,迁移过程中保证数据的一致性、完整性,这个方案非常关键。第三个难点是要在迁移过程中避免“单点效应”,对一个系统功能点的修改可能引起整个业务功能的失效,这是非常大的问题。

要解决这些技术上的困难,实现从传统的Unix系统向x86架构的迁移,必须要依靠OEM厂商的力量,借助它们提供的服务和咨询,才能实现安全的迁移。当然,进军关键业务领域也是那些一直支持x86架构的OEM厂商的夙愿和兴趣所在,戴尔就是其中之一。在全球三大服务器巨头中,戴尔是唯一一家没有RISC产品线的厂商,从另一个角度上来看,也正是因为如此,戴尔一直全心全意地支持着开放的x86平台。

至强7500和E7进军关键业务领域,也为戴尔带来了新的市场机会。为了抓住这一契机,戴尔很快推出了基于至强7500处理器的DELL Power Edge R910服务器以及基于至强E7的第12代PowerEdge服务器,目标是企业核心应用。

R910延续了戴尔在高端四路服务器市场上的一贯优秀表现,作为戴尔Nehalem-EX至强平台的旗舰级产品,支持7个PCI-E的扩展插槽,4个冗余电源。双千兆网卡和双万兆网卡的配备也能满足企业的网络发展。最高1TB的内存扩展也充分发挥了Nehalem-EX至强在内存扩展方面的能力。在管理性方面一如既往的提供了iDRAC管理控制台、内置双SD模块、生命周期管理器等戴尔的特色服务。基于至强E7的第12代PowerEdge服务器产品组合包括全新PowerEdge R820、R720、R720xd和R620机架式服务器;M620刀片式服务器;T620塔式服务器和基于共享戴尔基础架构的C6220服务器,其中C6220是专门针对云计算环境设计的。

在以戴尔为代表的开放OEM厂商的推动下,许多传统行业的用户开始尝试从RISC架构向x86平台转移,华晨汽车和中国电信成为先“吃螃蟹”的两家企业。

作为中国500强企业,华晨汽车信息化程度在国内是相当高的。“华晨汽车的信息化架构最初也是建立在Unix小型机平台上的。但在去年英特尔推出了新至强处理器以后,我们也开始考虑应用x86架构来搭建关键业务平台——毕竟其总拥有成本只有传统小型机的1/3,这也是我们打算应用x86服务器构建关键业务系统的最大动力。” 华晨汽车信息部部长张波表示,“从2011年年初,华晨汽车就开始搭建了一个测试环境,并在测试环境中对SAP的主要应用模块进行了迁移。尽管还没有应用到实际的生产运营当中,但从测试结果来看,无论是处理速度上,还是稳定性等方面,都能满足实际需求。为保证企业的生产运营,我们特别看重安全可靠性,在测试过程当中,没有发生宕机。”

除此之外,电信行业的计费系统也开始尝试x86平台。我们都知道,电信行业的计费系统对于业务连续性的要求非常苛刻。然而,2011年,中国电信省公司已率先将其系统应用和中间件部分从传统RISC小型机迁移到基于英特尔至强处理器的四路服务器上。中国电信广东研究院的李先绪表示,“这一业界首次针对电信计费系统的迁移尝试效果显著,性能提升明显。目前,第二阶段的迁移正在进行中,数据库、查询数据库也将从传统RISC架构小型机系统迁移到基于英特尔架构的四路或八路服务器,目前测试工作正在试运行中。”

来自合作伙伴与最终用户的认可无疑为英特尔至强E7今后的发展预示了光明的未来。而从今天的事实来看,尽管RISC架构在某些特殊的领域还存在一定的优势,但是关键业务从封闭的RISC平台向开放的x86平台迁移已经成为一个不可阻挡的趋势。有专业人士预测,未来五年之内,x86架构和RISC架构的在关键业务应用领域的地位将会完全不同。