由整合计算资源看IBM服务器的虚拟化方向

整合资源，虚拟化的起点
整合资源、更好地管理工作负载、实现自动化流程，既是CIO/CTO的憧憬，也是虚拟化的优势所在。基于数千例用户调研，《中国虚拟化技术及应用现状调查报告》发现，ITer认为虚拟化技术适合的应用场合既广泛，又凸显“重点”。用户的关注主要集中在针对数据中心的IT基础设施优化上，而“整合资源”既是目标，也是实现其他目标的起点——选择“服务器整合/数据中心整合”的用户高达58.70%。
内存自由扩展，x86服务器突破虚拟化瓶颈的关键
 谈到实现“服务器整合/数据中心整合”，x86平台以其开放的架构和优异的性价比无疑最受企业信息部门所关注。《中国虚拟化技术及应用现状调查报告》指出，不仅四路以上的高端机架和刀片服务器持续被看好，而且有四分之一强的用户认为处理器的更新换代使得双路服务器的性能也有了显著提升，同样适用于搭建虚拟化平台。
 x86平台上的虚拟化工具、方法已成体系，主流处理器性能的不断提升也为整合计算资源创造了更好的条件。笔墨有限，笔者在此希望提醒各位读者的是，内存的速度和容量如今已成为制约服务器运行数据库等关键应用和划分多个虚拟机的瓶颈。
以今年发布的Intel Nehalem-EX平台为例，集成内存控制器的至强7500可以支持16个DIMM/CPU，如果采用单条16GB的内存，那么每颗处理器可以支持的内存容量可以达到256GB，而一台四路系统的内存总量可以达到1TB……然而问题就出在这里。首先，单条16GB的FB-DIMM内存迄今尚未大量供货，而且价格及其高昂。其次，至强7500每个内核能访问的DIMM数与前代相比并未提升，只有两个。
这种情况下，一台满配的四路至强7500固然是“大块头有大智慧”，计算资源足以灵活分配，整机性能所向披靡，甚至还可以向上扩展到八路。但如果用户希望根据应用需求采取精打细算、分步实施的策略，就难免会遇到“想扩内存必须先添加处理器”这样的难题。
单个虚拟机获得的内存分配量直接决定其响应速度，关系其性能。因此要想让Nehalem-EX处理器充分发挥性能优势，将新一代至强服务器灵活部署在各种应用场景，就必须先从内存上“松绑”。 IBM System x5服务器家族为此提供了独特的解决方案——称为“性能加速箱”的MAX5可以配合IBM X5系列服务器，实现多达32个DIMM的内存“外部扩展”。举例而言，一台双路的System x3690 X5机箱本身就可以容纳上下两块，各带16个DIMM槽的内存板，如果再配上MAX5内存扩展单元，就可以扩展到64个DIMM。如果再通过QPI线缆将两台x3690 X5连接形成四路系统，支持的内存DIMM数将可以达到128条！
MAX5给服务器整合带来的好处显而易见。对于高端用户来说，更大限度地扩充内存有利于支持更高要求的应用，并且可以通过增加虚拟机数量提高服务器利用率。对于中端用户而言，双路服务器由此取得了在数据库应用上媲美四路服务器的机会，性价比大幅度提升。而且，MAX5还集成了探听过滤器，可以协助处理器进行内存管理，提高内存访问的整体性能。
由于服务器上运行的软件大多是按照处理器数量计算许可证费用（例如VMware ESXi和微软SQL Server），精明的CIO甚至可以通过部署MAX5省钱。经IBM测算，MAX5可以帮助 X5系列服务器在相同数量的许可证下多运行82%的虚拟机。
面向工作负载，Power7的虚拟化新观念
追本溯源，服务器虚拟化实际源于IBM的Power系统。《中国虚拟化技术及应用现状调查报告》显示，虽然高端x86服务器拥趸最多，但仍有接近四成的用户表示“大型主机或RISC小型机”是考虑中的虚拟化平台。我们认为，这一方面说明以Power系统为代表的RISC主机仍在电信、银行、公共服务等行业的关键业务中担纲，另一方面也说明虚拟化应用在这些平台上已成气候。
就在不久前，伴随Power 7的发布，虚拟化应用不仅在Power 7系统中得到进一步加强，而且面向工作负载的新观念也随之和盘托出。
据悉单一Power 7系统即可支持多达1000个虚拟服务器，数量比Power 6系统提升两倍有余。并且在新一代PowerVR虚拟化软件的支持下，虚拟机性能将保持在90%以上。IBM系统与科技部Power Systems总经理Ross A. Mauri先生在接受笔者采访时曾表示：虚拟化和Java技术的成熟将模糊服务器系统上操作系统平台的区别。站在用户的角度，应用考量的应该是服务器系统支撑不同“工作负载”的能力，而不是操作系统。
在“面向工作负载”的思路下，Power 7处理器的工作模式设计为两类。TurboCore模式对数据库或其他以事务处理为导向的工作负载进行优化，采用4个内核运行，以确保每个内核分配到更大的缓存和内存带宽；并且大幅提升时钟频率，提高单核性能——由于同时运行的内核数减少，TurboCore模式可使那些按核进行许可计费的软件成本减半。当不采用TurboCore模式时，POWER7处理器默认工作在MaxCore模式下，以最大的线程数来适应诸如典型互联网应用的大任务量并行工作负载。配合不同工作模式的还有智能线程技术，以期有效提升处理量和总体性能。
除了处理器本身，IBM Power7系统还采取了多个方向的技术革新来提高整体性能。例如针对需要大量内存的工作负载，Active Memory Expansion内存压缩技术可以根据工作负载的需求动态调整压缩内存量，相比之前受到内存容量限制的同性能服务器可以多处理65%的交易。
从x86平台到Power系统，虽然以上谈的都是围绕服务器虚拟化的技术和产品，未及存储、网络；但笔者希望通过这些论述来说明，需要考虑“整合”的资源绝不仅限于服务器机箱内，而虚拟化也绝不止是处理器计算能力的“再分配”。
管窥IBM倡导的虚拟化方向
IBM作为横跨大型机、小型机、x86服务器、存储和网络、软件与服务等多个领域的综合解决方案提供商，享有盛誉。另一方面，IBM所倡导的虚拟化是“通过虚拟化资源、虚拟化管理和虚拟化服务，实现跨越整个数据中心和系统网络资源的调动，以满足企业对IT基础架构动态高效、能源效率和简化管理上的新需求。”
这种“虚拟一切资源”的观念倡导的是将服务器、存储甚至网络整合成一个虚拟的资源池，并在管理方面实现高效率的自动化部署。目标固然宏伟，实现起来却也有据可循——IBM为用户提供了从芯片到系统，再到应用的全方位虚拟化技术，在存储虚拟化领域也有着很深的技术功底；并且凭借多年积累沉淀的经验，可以提供评估、测试、理论、方案的全面支持。
恰如文前所述，整合资源作为虚拟化的第一步至关重要。在不断整合资源的基础上，才能提高企业对设备资源的利用率，降低运营费用，推动企业信息化管理从复杂化走向简约化。而只有从全局的高度来看实际操作中的重点，“整合资源”时才能做到得心应手。

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