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16路、32路還是64路?真的是越高越好嗎?

?【IT168 評論】近年來,低成本、高效率、靈活易擴展,并且擁有標準化優勢的X86服務器快速崛起,不斷蠶食傳統小型機服務器的既有領地。然而,由于X86服務器在部分性能上存在短板,能否全面替代小型機,業界一直爭論不斷。尤其是在關鍵業務領域,超高的可靠性要求,讓用戶在做替換決策時更加審慎。

  但筆者認為,在數據庫、ERP、內存計算等關鍵業務中,Scale­up服務器仍舊是比Scale­out服務器更好的選擇,通過服務器資源Scale­up的方式能夠有效滿足業務性能的要求,更重要的是開發運維方面要簡單得多。

  企業需要Scale­up服務器來運行OLTP數據庫、ERP等關鍵業務,這種狀況在未來幾年內都不會被改變,而這也是為什么從IBM、HPE到華為,從16路RISC到32路x86等Scale­up服務器不斷上市、演進的原因。但是,企業到底需要多少路的Scale­up服務器?16路、32路還是64路?真的是越高越好嗎?本文嘗試從傳統小型機市場格局和Scale­up服務器的產品性能來探討這個話題。

  關鍵業務領域都有哪些玩家?市場格局如何?

  前不久,于德國漢諾威舉辦的CeBIT 2016上,華為正式發布了全球首款32路開放架構小型機KunLun 9032。為什么是32路,而不是16路或64路?我們先從8路及8路以上RISC小型機市場來找找答案。

  IDC報告顯示,全球Unix服務器在2017年的銷售收入將下降至87億美元,小型機占全球服務器市場的份額將不足10%。不能否認,RISC小型機曾經的光鮮不再,下滑趨勢明顯。但這并不意味著市場并不需要小型機,在數據庫、ERP等關鍵業務中,Scale­up小型機仍舊是比Scale­out服務器更好的選擇。

  關鍵業務客戶的要求正在變得越來越苛刻。一方面,他們需要小型機的高RAS、高性能、高擴展性等硬指標,另一方面,他們也需要x86的開放、更低的采購和維護成本。那么,這兩者如何平衡?市場的需求催生了x86小型機這一新的產物,這是小型機再度進化的結果。

  筆者根據最新的Gartner 2015年Q4的全球服務器發貨量報告,統計了RISC小型機標桿IBMPOWER的發貨數據,結論是:

  8S+RISC小型機近5年來整體發貨量趨于平穩,并沒有出現顯著下降趨勢,說明市場需求穩定存在,區別的是,32路RISC服務器發貨量顯著減少,而16路顯示出增長趨勢,8路則維持在年均發貨6000臺左右。如圖1所示:

  圖1:2011年­2015年8路以上RISC服務器全球發貨量統計

  2015年度,8S+ RISC服務器發貨量主要以8路為主占據94.56%比重,16路持續增長2015年發貨量占比達到4.45%,而32S RISC服務器發貨量占比不足1%。如圖2所示:

  圖2:2015年8S+ RISC小型機發貨量占比統計

  與此同時, IBM POWER最新的E880小型機只支持擴展到16路,而不像上一代的POWER 795支持最大32路;

  IBM、HPE和華為KunLun等POWER或x86小型機的單機最大計算資源對比如下表所示:

  綜上可以認為:

  市場對于8路以上Scale­up服務器的需求是穩定存在的,按RISC和x86架構,單機計算資源最豐富的分別是IBM的E880小型機(最大支持16路POWER 8處理器)和華為KunLun 9032(最大支持32路x86 E7 v3/v4處理器);

  IBM POWER小型機和華為KunLun開放架構小型機顯示出微妙的對應關系,按照當前RISC to IA業界普遍采用的1:2原則,KunLun9032產品定位對標POWER 780/795和最新的E880系列。

  用實測說話:32路x86小型機性能是否過關?

  而在客戶側,以金融行業OLTP數據庫為例,核心交易系統是OLTP業務最多的某國內四大行之一。

  首先來看一組第三方的性能數據,SPECint和SPECfp分別衡量整型和浮點的計算性能,根據SPEC的公開數據,各單機計算性能對比如下:

  圖3:SPECint和SPECfp測試值對比

  從圖3可以看出,華為KunLun 9032的整型和浮點計算性能分別是IBM E880的1.4倍和1.52倍;那么,真實業務場景下KunLun 9032性能到底如何?

  我們都知道雙11創下全球奇跡,對于銀行來講雙11則是考驗核心交易系統的年度大考之一,從IT角度解析,雙11的線上支付流程實際上由兩類交易組成:在線授權和后臺清算,為了簡化流程提升交易量,銀行后臺清算統一采用定時結算的方式,可以事后慢慢來,而授權實時性高,所見即所得。所以授權驗證通過后,交易流程就完成了,而對于后臺清算,并不包含在實時交易流程里面。就算流程已簡化,某全球Top銀行的核心交易系統也需要將TPS峰值提升至10000左右以保障成功交易(這個數據已經非常可觀了,超過了VISA的TPS能力。實際上大部分的在線支付在支付寶充值賬戶內部即完成了,不需要經過銀行交易系統)。

  以銀行交易系統10000TPS為參考,根據華為介紹,KunLun 9032以128核、4TB內存的配置運行DB 2單實例,按照某金融客戶全業務場景測試TPS高達21000,此時CPU占有率也只有40%,而且據稱該測試流程比雙11要復雜,包括三方的授權驗證和后臺結算。

  由此可以認為:KunLun 9032單機性能可以滿足企業現在及未來數據庫OLTP應用需求。

  拒絕給64路戴上“高大上”的帽子

  大多數人會認為,處理器數量越多,計算性能越高,穩定性越好,其實不然。技術發展趨勢是通過提升CPU物理核數量而不是CPU數量來提升性能。32路Scale­up服務器足以滿足企業關鍵業務對計算資源和性能的需求。

  單顆CPU集成的物理核越來越多,IBM E880的POWER 8處理器物理核從上一代的8核提升至12核,E880雖然最大只支持16路但是性能比32路的POWER 795不降反升。而Inte Xeon E7 v4的核心數量也將從18核提升至24,單顆CPU性能增長達40%;

  NUMA(非一致性內存訪問)架構的擴展效率并非是線性的,隨著CPU互聯數目越來越多,系統損耗將越來越大,超過32路以后,大大降低了投資回報率。

  綜上所述,筆者認為并不是處理器數量越多,越能體現其高價值,企業中的應用環境和特殊需求,導致產品形態的多樣化,如何選擇16路、32路還是64路的產品要結合企業實際需求而決定。

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