2006年服務器技術展望

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2006年將發(fā)布的新品和新技術有不少，例如AMD的多核皓龍、Intel的雙核安騰、Sun的全系列Niagara服務器、IBM的Power6、HP的HP-UX 11i v3、微軟的集群操作系統等，那么在新的一年中，最值得關注的技術與產品是哪些？

通常認為1945年是現代電子計算機的發(fā)明年，而按照中國的習俗，60年為一甲子，也就是是一個輪回。實際上，60年后看來，代表計算機技術創(chuàng)新核心的服務器技術，的確經歷著一個技術與應用的新輪回。

CPU篇

從計算機被發(fā)明之日開始，工程師和用戶對計算性能的追求就從未停止，雖然在2004年由于功耗、制程和材料等問題造成了一些停滯，但隨著新工藝、新材料和多核架構的出現，緩解了上述矛盾，于是2006年里，我們將能看到從CPU、服務器系統到高性能計算機性能的再次躍升。

從AMD和英特爾的2006年技術藍圖上可以看到，在x86架構上的服務器CPU性能競爭愈演愈烈。

雖然AMD直到2007年才會推出四核的皓龍?zhí)幚砥?，?006年它們也會對皓龍進行一些相對較小的改動，例如增加對DDR2內存的支持；還有一種叫做M2的新型接插技術，該技術所使用的針腳結構與皓龍目前使用的939針插座有較大的區(qū)別，這也意味著，未來的皓龍插口與現在的不同，會帶動服務器主板廠商的研發(fā)與銷售。此外，2006年推出的Opteron還將引入AMD的Pacifica虛擬技術及Presidio安全技術。由于采用了專用的晶體管，Pacifica技術（上期的回顧介紹了一些Pacifica的資料，但目前該技術的細節(jié)不多）可以改善虛擬硬件的性能，而Presidio則可以創(chuàng)建出一個受保護的區(qū)域，專門供處理器存儲一些關鍵的數據。

英特爾2006年的計劃看起來很明顯，即進一步增強在制造工藝和產量上的優(yōu)勢。英特爾在除成功進入65納米制造工藝領域外，還正加緊對45納米及32納米工藝的產品研發(fā)工作，其中一些新產品開發(fā)代碼已被外界曝光。英特爾正在其俄勒岡州芯片工廠加緊新產品開發(fā)活動，并認為該公司目前正在研制多款基于65納米、45納米工藝的處理器，總量達21款，其中17款將于2006到2008年期間投放市場。一些正被考慮的開發(fā)代碼可能為Kentsfield、Penryn、Yorkfield等。至強平臺由于秋季IDF上宣布的改版，在2006年并沒有太大的動作，而推遲到明年中的Montecito由于缺乏更新信息，只能觀望了。不過個人對于英特爾的跳票倒是沒什么“額外”的聯想，畢竟第一次設計高端的雙核，難度之大是超乎想象的，就例如IBM的Power4，1999年便發(fā)布，但真正上市是2001年。不過自從那次的跳票后，Power家族就一帆風順起來，不知道安騰2能否靠著雙核的完美設計來擺脫目前的窘境？

不過明年最值得業(yè)界關注的CPU，應該是IBM的Power6處理器。

將于2006年2月5日到9日召開的“國際固態(tài)電路年會”上，IBM的三位工程師將宣讀關于Power6的論文，筆者從會前的文章摘要中看到，Power6將采用微處理器全局時鐘分配網絡（Microprocessor Global Clock Distribution Networks），即將處理器的內部時鐘頻率分配到各個設備（如隨機存儲器等）以確定其運行速率的內部網絡架構技術，實現5GHz的超高頻率和5.6GHz 64KB的雙通道片上緩存。Power6還具備在任務周期的執(zhí)行過程中進行實時修正，修正的結果也可以實時反映出來，無須等待該周期結束后再修正。不過最令人驚奇的是，有消息稱Power6將是單核的（如此高的頻率，做多核恐怕散熱成問題）。如果Power6真是單核高頻的模式，那就意味著在CPU的技術方向上，還有另外的道路可以選擇——看起來Power6的設計者具備相當的幽默感，尤其是在其他廠商大肆宣傳多核的背景下。

操作系統篇

相對硬件上的風起云涌，操作系統和各種應用服務器的更新沒有特別激動人心的內容，不過Windows Cluster Server 2003和Windows Server Longhorn還是值得用戶關注一下。

在11月中旬舉辦的2005國際超級計算大會（SC2005）上，比爾·蓋茨顯示了微軟進入高性能計算領域的決心，并發(fā)布了Windows Cluster Server 2003的Beta2版本，筆者在11月底于北京召開的國際計算機創(chuàng)新大會（CI6016）上拿到了這一版本，由于沒有64位的集群環(huán)境因此無法驗證其功能和性能。不過幸運的是，在會場筆者采訪到了上海超算中心研發(fā)部的并行計算主管姚繼鋒博士，上海交通大學和上海超算中心在前期對Windows Cluster Server 2003的Beta1進行了實測，姚博士認為，從他的角度看，微軟的集群操作系統和Linux相比，盡管在并行任務的處理和支持集群的規(guī)模上較差，但部署容易無疑是其最大優(yōu)勢。這將直接降低小規(guī)模集群的實施難度，對于降低集群的使用門檻的確大有幫助。

Windows Server Longhorn和改名為Vista的Windows Client Longhorn從2003年以來跳票數次，終于明年微軟將發(fā)布Client Longhorn。而Server Longhorn也會推出更新的beta版。Server Longhorn將借鑒Unix和Linux的安全策略，實現基于角色（Role-Based）的訪問控制，允許管理員選擇20個不同的功能級別（如打印服務器，DHCP服務器等），為系統設定和配置特殊的任務；Server Longhorn還具備增強的網絡訪問保護功能，該功能讓用戶對連接到網絡的計算機實施“健康檢查”，封鎖那些不能達到安全規(guī)則要求的計算機，例如沒有使用安全補丁和病毒簽名的計算機。此外，Longhorn還采用了高速緩存存儲技術、新錯誤報告子系統（代號Crimson）和Indigo Windows通信子系統等新技術。

除了Windows之外，Linux和Unix上的更新也不少，不過由于Red Hat Enterprise Linux 5、IBM i5/OS V5R4和HP-UX 11i v3的資料還不夠詳細，故留待稍后報道。

硬件系統篇

毫無疑問，Sun在11月份提前發(fā)布UltraSPARC T1無論從CPU制造技術上還是CPU的SPEC性能上，都能極大地吸引技術愛好者眼球。那么，2006年全線上市的Niagara系列服務器性能上能否與其他家族抗衡？

根據筆者了解， Niagara系列的前兩款產品是Sunfire T1000與Sunfire T2000，這兩款產品也可根據需要，對CPU上的核心進行配置，最高配置的T1000（1GHz /8核心/16GB）與T2000（1.2GHz /8核心/32GB）售價分別是10995美元與25995美元，兩者完全沿用Galaxy系列架構設計，兩款產品將在2006年1季度發(fā)布，Sun目前正在對兩款產品進行內測。

它們的性能如何？11月份中旬，在Sun的土耳其分公司網站上可以看到SPEC.org對Erie和Ontario所做的SPEC_web2005的測試結果。

從Web服務性能的測試來看，配置1顆8核UltraSPARC T1的Sunfire T2000基本上已接近雙Power5＋的IBM p5 550，但值得Sun的fans們高興的是，UltraSPARC T1的最大功耗是79W，而兩顆Power5+的最高功耗是360W，所以從價格和耗電量來看，T2000似乎占了點上風。不過筆者也要提醒這些fans們，會有多少人買p5 550和Sunfire T2000來當Web Server呢？所以還是等到TPC-C或TPC-H的測試結果出來后，再下結論不遲。

還有一個值得用戶注意的細節(jié)，就是Niagara的系統性能相當倚賴高容量的內存，這從T1000和T2000的性能差距可以看出——內存翻番，性能增加50％。如果預算充足的用戶將內存配置到Niagara系列的上限值128GB，系統性能應該可以再增加100％左右。

另外值得關注的趨勢則是高性能計算機的低成本化。在11月30日到12月2日舉行的國際計算機創(chuàng)新大會（CI6016）上，來自中科院計算所、IBM、HP、微軟、美國陸軍部和美國能源部阿拉貢實驗室的發(fā)言人都表達了相似的意思，即高性能計算的成本在逐漸降低，而且將進一步降低，其中最為樂觀的微軟發(fā)言人甚至表示，5年后，1萬美元將能買到1Tera Flops/s的高性能計算機，而目前實現相同性能的HPC，大概需要數十乃至數百萬美元。

而且HPC成本降低的趨勢也能從IBM Blue Gene/L的研制看出，2000年IBM開始Blue Gene/L研制，項目成本預算是5億美元造出峰值計算能力到360Tera Flops/s的超級計算機，現在IBM實現了目標，但總花費大概在2億美元左右，比計劃減少60％。從某種程度上來看，Blue Gene/L的成功增強了開源軟件在高性能領域的優(yōu)勢—全球幾乎85％以上的HPC都運行著各種Linux。

除了低成本化，HPC對于性能的追求也在2006～2007年間實現突破，除了美國國防部和能源部的高性能計算機計劃，日本Riken高性能計算中心和NEC也將推出新的專有HPC系統——蛋白質探索者—這一對外宣稱用于分析蛋白質分子作用的專用機（實際上也可用于核爆模擬），將很可能成為世界上第一個千萬億次（Peta Flops/s）量級的系統。

對于國內的HPC用戶而言，2006年值得關注的除了HP、IBM、曙光、聯想等占據較大份額的傳統優(yōu)勢廠商，今年底新進入中國市場的Linux Networx或許不可忽視。Linux Networx盡管成立沒幾年，但在北美的HPC市場上享有較好聲譽，是一個專業(yè)的Linux高性能供應商—而且在石油物探、生命科學、環(huán)境科學和可視化計算上頗有經驗，這和上述廠商的優(yōu)勢頗有重合，相信明年的集群市場的競爭會更加激烈。