最新原創：Power8伴隨雲計算橫空出世

Power8伴隨雲計算橫空出世

 

自從IBM將並不賺錢的x86服務器業務轉手給聯想以後，今後IBM便開始了硬件轉型的新里程碑。伴隨此事繼續發酵的還有Power System Linux落戶北京，今後IBM硬件開放之路的步伐越邁越大。最鼓舞人心的要數OpenPower聯盟推出的Power8芯片全面開放這一消息，你們紛紛猜想藍色巨人真的能放下身段？下面我帶領你們一塊兒見證Power8芯片的鉅變。

 

1、Power8開放意義深遠

IBM或許是從ARM開放處理器使用許可，在移動領域取得成功中獲得啓示，OpenPower聯盟推出的Power8，一樣開放Power處理器知識產權使用許可，容許聯盟成員自由選擇IBM等合做晶圓廠家這比Intel更加開放。IBM此舉意味着從專有標準走向開放創新，中國企業能夠在Power 8架構基礎上進行自主創新，並可申請自主知識產權，根據OpenPower聯盟的要求，Power8取消了原先設計安全模塊，可接受我國安全審查，並將加載國產的安全模塊從而能用於到關鍵應用，這種開放力度空前，使得Power8讓中國企業有機會利用OpenPower芯片技術拉近與國際頂級芯片廠商的技術差距。從此一提到Power服務器再也不是小型機的代名詞，之後將會有基於Power芯片的國產服務器上市。

 

2、Power8以一當十

由OpenPOWER 聯盟宣佈首批創新成果正式發佈的全新 IBM POWER8 處理器。它是 OpenPOWER 聯盟的首代處理器產品，其設計思路將決定協處理器、加速器、內存、主板、服務器整機等產品的目標市場首先是大規模雲計算和互聯網數據中心市場。

Power8採用22nm生產工藝，4GHZ主頻，最多12核，每核達8線程，最高支持 96 個線程，四級緩存容量達到 128MB（充當每一個內核的數據緩存使用）。

那麼「12核+96線程+1TB內存」將爲Power8服務器帶來多大的爆發力呢？相比Power7來講，單線程性能最大能提高60%。POWER8還採用了 IBM 獨有的 CAPI 總線(一致性加速器處理接口)，可讓外設直接訪問 CPU 的內存空間，從而大大提升了外設的運行效率，即使是Intel最新處理器Xeon E7v2也只能對此望洋興嘆了。

圖1 Power8芯片

Power8 性能強大的另外一個殺手鐗SMT併發多線程技術，這是IBM 從Power5芯片開始實現的新技術，它支持一個CPU內核同時處理多條指令，所以能夠最高達到單一CPU幾倍的處理速度。

 

下面咱們採用的IBM S系列服務器採用了雙路，每CPU10 Core的服務器進行性能測試。也就是這臺服務器總數達到160線程，而對於Openstack而言每線程都看作1CPU。咱們看一下htop的顯示結果。

圖2 160線程

注意,若是是雙路頂配每臺服務器可多達到96 x 2=192線程，那麼2米高的機架（42U）能夠安裝10臺這樣的服務器，因此很是適合高性能計算和數據密集型計算應用。Power8對開源編譯工具GCC也可以完美支持。爲何有如此強悍的性能，再爲你們介紹一些基礎內容。

圖3 

你們知道，CPU一般使是流水線方式（每一時間點只能執行一條指令)，在X86平臺某個時間點執行佔據運算器的只有一條指令，其餘並行的指令處於解碼、尋址等狀態，大部分寄存器實際上處於閒置。那麼Power8中新加入的特性SMT8，就表示一個Core能夠處理8個線程的指令，相比X86的單核雙線程，Power8中單核理論上是它的四倍，因此PowerKVM在這種併發多線程技術的支撐下能夠獲得優於x86平臺的性能。

圖4 Power8服務器總體性能以一當十

一臺高效利用的 POWER8 服務器能夠取代 10 臺甚至更多臺 x86 服務器(按照業內平均利用率計算)。這樣你虛無建設大規模數據中心，甚至採用移動數據中心就能夠向用戶提供數據計算服務，我公司很早就開始要求企業各部門推廣節能減排，堅持走低碳環保的路線。從利用率和經濟性上，以一當十的超強Power8 服務器 IBM Power Systems S很大程度下降了數據中心佔地空間，相比之下，節省了70%的機架空間，80%的網絡鏈接以及70%的系統管理數量，下降了企業電力和冷卻等方面的成本，這但是一筆不小的開銷啊,例如一個擁有500臺服務器的數據中心，服務器每一年電費達到200萬元，而用於服務器製冷的空調設備等設施耗電量幾乎等同於服務器自己的耗電，這樣每一年數據中心的電費將達到400萬元，日益增長的耗電量，意味着有更多的碳排放量和更大的環境污染。

 

3、Power8-爲雲而生

雲計算技術經過對計算資源的虛擬化來對資源進行整合，提升資源利用率和可管理性，可是對這種異構性的計算能力進行整合。

這款Power8處理器，是OpenPOWER 聯盟專門爲 Linux用戶打造，除了能支持AIX系統之外，還支持主流Linux發行廠家Red Hat和Suse的Linux發行版：RHEL 6.5/7、Fedora 20、SLES11/12、Ubuntu 14，並且RedHat全面轉向雲計算髮布了本身的Red Hat Enterprise Linux OpenStack 平臺，Suse也發佈了完整的OpenStak方案-Suse Cloud，由於這是專門針對OpenStack的發行版，能夠直接安裝在Power8服務器，Power8服務器對Openstack 進行了專門的優化。

 

4、Power8虛擬化技術

你們所熟知的KVM（基於內核的虛擬機）虛擬化技術現在已經添加到Power8處理器架構，相對於 Xen 虛擬化技術，KVM 虛擬化技術與 Linux 內核聯繫更爲緊密，更容易維護。IBM針對Power8處理器對KVM進行了深度優化，用戶在PowerKVM服務器所支持IPMI2.0協議，可、採用ipmitool遠程管理服務器，這就是PowerKVM。

圖5 PowerKVM 工做流程

 基於Power8的服務器上使用PowerKVM技術能夠深度挖掘Power8的多線程性能，爲了方便你們理解，我舉個例子，假設服務器上面只有一個物理CPU核，4個虛擬機，各虛擬機在微核模式下工做，採用微核模式後，4個虛擬機可同時被分配至一個物理CPU核，每一個虛擬機能夠確保得到物理核四分之一的處理能力而不受其它虛擬機的影響。當虛擬機數量遠遠超過物理CPU核（CPU過載），微核應該會比整核性能要好。實際應用中，在虛擬機大量過載的狀況下，不管是虛擬機加滿壓力仍是加半壓力，整核模式性能大幅降低而微核模式性能則不降低或平緩降低。微核使得PowerKVM可以在性能損失不明顯的前提下，運行更多的虛擬機承載用戶的業務。

 咱們知道在私有云平臺的體系架構中， OpenStack 依賴一些底層軟件，如虛擬化軟件，虛擬化管理軟件和 Linux 內核。這些軟件的穩定性以及性能關係着整個雲平臺的穩定性和性能。IBM開發了PowerKVM，這一系統性能穩定，操做簡單方便，它使用了一種基於 HTML5 的 KVM 管理工具 Kimchi對它進行管理。

圖6PowerKVM工做截圖

 RedHat、SUSE與IBM在企業級虛擬化方面的新合做，使運行在Power系統上的企業組織能夠虛擬化他們的核心任務，並在它們基於OpenStack發行版中都支持PowerKVM技術。

 

5、IBM對OpenStack貢獻

 咱們知道OpenStack是由NASA和RackSpace聯合發起，以Apache許可證受權的開源項目，支持全部類型的雲環境，並取得了IBM、Redhat、HP、Intel、AMD、Dell、Cisco等重量級公司的支持，那麼從代碼貢獻（從共享OpenStack代碼數量看，IBM要略遜與HP和Redhat）、推廣力度貢獻（包括各類OpenStack會議的贊助）和文檔資料貢獻綜合比較IBM，在綜合比較上看要領先其餘廠商，IBM放棄SmartCloud，而將整個公司的方向轉移到OpenStack上，這就是最有利的證實。

 

6、Power應用優點

筆者的公司屬於勘察設計、工程設備和零部件製造等業務爲一體的特大型企業集團運營的IT系統是一個典型的大數據處理系統，前年開發了基於 OpenStack雲計算管理平臺(包括雲桌面平臺)，應用效果良好，下面總結了該套OpenStack 的運維平臺及雲桌面服務平臺的幾個亮點：

1）提升了我公司IT基礎設施利用率，從而下降了硬件成本，下降機房服務器佔地，以物理服務器 CPU 利用率爲例，私有云平臺將 CPU 平均利用率從不到 20% 提高到 50%。

2）因爲物理服務器數量相對X86機器明顯減小，從而下降了運維成本。

3）基於PowerKVM的虛擬化管理平臺使得虛擬機上線更具備使用彈性，利用虛擬化技術將物理基礎設施作成虛擬資源池，作到了隨時按需上下線。

4）下降了學習成本，以往咱們企業須要專人維護AIX系統及上面的應用，然而如今基於Power8的應用徹底構建在Linux平臺下，大量Linux高手，無需培訓就能直接操做Power8服務器。