由整合計算資源看IBM服務器的虛擬化方向

整合資源，虛擬化的起點
整合資源、更好地管理工做負載、實現自動化流程，既是CIO/CTO的憧憬，也是虛擬化的優點所在。基於數千例用戶調研，《中國虛擬化技術及應用現狀調查報告》發現，ITer認爲虛擬化技術適合的應用場合既普遍，又凸顯「重點」。用戶的關注主要集中在針對數據中心的IT基礎設施優化上，而「整合資源」既是目標，也是實現其餘目標的起點——選擇「服務器整合/數據中心整合」的用戶高達58.70%。
內存自由擴展，x86服務器突破虛擬化瓶頸的關鍵
 談到實現「服務器整合/數據中心整合」，x86平臺以其開放的架構和優異的性價比無疑最受企業信息部門所關注。《中國虛擬化技術及應用現狀調查報告》指出，不只四路以上的高端機架和刀片服務器持續被看好，並且有四分之一強的用戶認爲處理器的更新換代使得雙路服務器的性能也有了顯著提高，一樣適用於搭建虛擬化平臺。
 x86平臺上的虛擬化工具、方法已成體系，主流處理器性能的不斷提高也爲整合計算資源創造了更好的條件。筆墨有限，筆者在此但願提醒各位讀者的是，內存的速度和容量現在已成爲制約服務器運行數據庫等關鍵應用和劃分多個虛擬機的瓶頸。
以今年發佈的Intel Nehalem-EX平臺爲例，集成內存控制器的至強7500能夠支持16個DIMM/CPU，若是採用單條16GB的內存，那麼每顆處理器能夠支持的內存容量能夠達到256GB，而一臺四路系統的內存總量能夠達到1TB……然而問題就出在這裏。首先，單條16GB的FB-DIMM內存迄今還沒有大量供貨，並且價格及其高昂。其次，至強7500每一個內核能訪問的DIMM數與前代相比並未提高，只有兩個。
這種狀況下，一臺滿配的四路至強7500當然是「大塊頭有大智慧」，計算資源足以靈活分配，整機性能所向披靡，甚至還能夠向上擴展到八路。但若是用戶但願根據應用需求採起精打細算、分步實施的策略，就不免會遇到「想擴內存必須先添加處理器」這樣的難題。
單個虛擬機得到的內存分配量直接決定其響應速度，關係其性能。所以要想讓Nehalem-EX處理器充分發揮性能優點，將新一代至強服務器靈活部署在各類應用場景，就必須先從內存上「鬆綁」。 IBM System x5服務器家族爲此提供了獨特的解決方案——稱爲「性能加速箱」的MAX5能夠配合IBM X5系列服務器，實現多達32個DIMM的內存「外部擴展」。舉例而言，一臺雙路的System x3690 X5機箱自己就能夠容納上下兩塊，各帶16個DIMM槽的內存板，若是再配上MAX5內存擴展單元，就能夠擴展到64個DIMM。若是再經過QPI線纜將兩臺x3690 X5鏈接造成四路系統，支持的內存DIMM數將能夠達到128條！
MAX5給服務器整合帶來的好處顯而易見。對於高端用戶來講，更大限度地擴充內存有利於支持更高要求的應用，而且能夠經過增長虛擬機數量提升服務器利用率。對於中端用戶而言，雙路服務器由此取得了在數據庫應用上媲美四路服務器的機會，性價比大幅度提高。並且，MAX5還集成了探聽過濾器，能夠協助處理器進行內存管理，提升內存訪問的總體性能。
因爲服務器上運行的軟件大可能是按照處理器數量計算許可證費用（例如VMware ESXi和微軟SQL Server），精明的CIO甚至能夠經過部署MAX5省錢。經IBM測算，MAX5能夠幫助 X5系列服務器在相同數量的許可證下多運行82%的虛擬機。
面向工做負載，Power7的虛擬化新觀念
追本溯源，服務器虛擬化實際源於IBM的Power系統。《中國虛擬化技術及應用現狀調查報告》顯示，雖然高端x86服務器擁躉最多，但仍有接近四成的用戶表示「大型主機或RISC小型機」是考慮中的虛擬化平臺。咱們認爲，這一方面說明以Power系統爲表明的RISC主機仍在電信、銀行、公共服務等行業的關鍵業務中擔綱，另外一方面也說明虛擬化應用在這些平臺上已成氣候。
就在不久前，伴隨Power 7的發佈，虛擬化應用不只在Power 7系統中獲得進一步增強，並且面向工做負載的新觀念也隨之和盤托出。
據悉單一Power 7系統便可支持多達1000個虛擬服務器，數量比Power 6系統提高兩倍有餘。而且在新一代PowerVR虛擬化軟件的支持下，虛擬機性能將保持在90%以上。IBM系統與科技部Power Systems總經理Ross A. Mauri先生在接受筆者採訪時曾表示：虛擬化和Java技術的成熟將模糊服務器系統上操做系統平臺的區別。站在用戶的角度，應用考量的應該是服務器系統支撐不一樣「工做負載」的能力，而不是操做系統。
在「面向工做負載」的思路下，Power 7處理器的工做模式設計爲兩類。TurboCore模式對數據庫或其餘以事務處理爲導向的工做負載進行優化，採用4個內核運行，以確保每一個內核分配到更大的緩存和內存帶寬；而且大幅提高時鐘頻率，提升單核性能——因爲同時運行的內核數減小，TurboCore模式可以使那些按核進行許可計費的軟件成本減半。當不採用TurboCore模式時，POWER7處理器默認工做在MaxCore模式下，以最大的線程數來適應諸如典型互聯網應用的大任務量並行工做負載。配合不一樣工做模式的還有智能線程技術，以期有效提高處理量和整體性能。
除了處理器自己，IBM Power7系統還採起了多個方向的技術革新來提升總體性能。例如針對須要大量內存的工做負載，Active Memory Expansion內存壓縮技術能夠根據工做負載的需求動態調整壓縮內存量，相比以前受到內存容量限制的同性能服務器能夠多處理65%的交易。
從x86平臺到Power系統，雖然以上談的都是圍繞服務器虛擬化的技術和產品，未及存儲、網絡；但筆者但願經過這些論述來講明，須要考慮「整合」的資源毫不僅限於服務器機箱內，而虛擬化也毫不止是處理器計算能力的「再分配」。
管窺IBM倡導的虛擬化方向
IBM做爲橫跨大型機、小型機、x86服務器、存儲和網絡、軟件與服務等多個領域的綜合解決方案提供商，享有盛譽。另外一方面，IBM所倡導的虛擬化是「經過虛擬化資源、虛擬化管理和虛擬化服務，實現跨越整個數據中心和系統網絡資源的調動，以知足企業對IT基礎架構動態高效、能源效率和簡化管理上的新需求。」
這種「虛擬一切資源」的觀念倡導的是將服務器、存儲甚至網絡整合成一個虛擬的資源池，並在管理方面實現高效率的自動化部署。目標當然宏偉，實現起來卻也有據可循——IBM爲用戶提供了從芯片到系統，再到應用的全方位虛擬化技術，在存儲虛擬化領域也有着很深的技術功底；而且憑藉多年積累沉澱的經驗，能夠提供評估、測試、理論、方案的全面支持。
恰如文前所述，整合資源做爲虛擬化的第一步相當重要。在不斷整合資源的基礎上，才能提升企業對設備資源的利用率，下降運營費用，推進企業信息化管理從複雜化走向簡約化。而只有從全局的高度來看實際操做中的重點，「整合資源」時才能作到駕輕就熟。

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