“超算”時(shí)代盛宴刀片搶灘進(jìn)行時(shí)

超級(jí)計(jì)算機(jī)還不會(huì)很快來到我們身邊，但是刀片，作為超級(jí)計(jì)算機(jī)的服務(wù)器單元，以其高可用性和高密度，越來越受到青睞和追捧……

“超算”時(shí)代就在我們身邊

超級(jí)計(jì)算機(jī)時(shí)代其實(shí)不是一個(gè)新鮮的話題，每年和超級(jí)計(jì)算機(jī)相關(guān)的報(bào)道不勝枚舉。比如，著名的國(guó)際象棋人機(jī)大戰(zhàn)：比如，世界最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)達(dá)到千萬億次：再比如，美國(guó)國(guó)會(huì)干預(yù)他們的超級(jí)計(jì)算機(jī)出口中國(guó)等等。這也難怪，超級(jí)計(jì)算機(jī)多用于國(guó)家高科技領(lǐng)域和尖端技術(shù)研究，是國(guó)家科技發(fā)展水平和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。作為高科技發(fā)展的要素，超級(jí)計(jì)算機(jī)早已成為世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)和國(guó)防方面的競(jìng)爭(zhēng)利器，各國(guó)對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)的研發(fā)投入節(jié)節(jié)攀升。我國(guó)經(jīng)過科技工作者的不懈努力，超級(jí)計(jì)算機(jī)的研發(fā)也取得了不錯(cuò)進(jìn)展，成為繼美國(guó)之后的第二大超級(jí)計(jì)算機(jī)研發(fā)生產(chǎn)國(guó)，沒有被洶涌而來的“超算”時(shí)代甩下。

時(shí)至今日，“超算”時(shí)代已經(jīng)來到我們身邊：美國(guó)人在用它試驗(yàn)核爆；日本人在用它分析、計(jì)算地震和海嘯：英國(guó)人甚至用它甄別足球流氓；某個(gè)我們天天接觸的薯片品牌，為了尋找防止薯片從裝配線上滑落的方法，都曾動(dòng)用超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。至于您，如果鞋墊不合腳，甚至可以通過計(jì)算設(shè)計(jì)出最舒適、最合腳的款式。

2009年的某個(gè)晚上，當(dāng)你打開電腦，歡快地玩起網(wǎng)絡(luò)游戲的時(shí)候，也許這個(gè)網(wǎng)絡(luò)游戲就是依靠超級(jí)計(jì)算機(jī)在運(yùn)行的。網(wǎng)絡(luò)游戲同時(shí)在線人數(shù)100萬?沒關(guān)系，早在2008年，世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)的每秒運(yùn)算速度就突破了千萬億次。這是什么概念?如果您的電腦運(yùn)行速度是散步，那么超級(jí)計(jì)算機(jī)的速度就是瞬間移動(dòng)。超級(jí)計(jì)算機(jī)每天的計(jì)算量，相當(dāng)于地球上60億人每周7天、每天24h不間斷用計(jì)算器計(jì)算40年，甚至更久。

曾經(jīng)有人說，今天的超級(jí)計(jì)算機(jī)就是明天的家用電腦。然而，除非人們能夠找到大幅減小計(jì)算機(jī)體積和能耗的方法，否則，超級(jí)計(jì)算機(jī)目前仍是政府、大型企業(yè)或者研究機(jī)構(gòu)才能用得起的設(shè)備。不過，隨著中國(guó)各地“超算”中心的建立，超級(jí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，不久，我們就可以在家使用超級(jí)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力。

一席華麗的刀片盛宴

新一代的超級(jí)計(jì)算機(jī)采用渦輪式設(shè)計(jì)，每個(gè)刀片就是一個(gè)服務(wù)器，能實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作，并可根據(jù)應(yīng)用需要隨時(shí)增減。也許，超級(jí)計(jì)算機(jī)還不會(huì)很快來到我們身邊。但是刀片，作為超級(jí)計(jì)算機(jī)的服務(wù)器單元，以其高可用性和高密度，越來越受到青睞和追捧。

2002年，刀片服務(wù)器進(jìn)入中國(guó)。到2008年，刀片服務(wù)器受到廠商和用戶的熱烈追捧，相對(duì)于單臺(tái)服務(wù)器來說，它可以提升服務(wù)器部署的靈活性，提高擴(kuò)展能力。從某種意義上來說，能夠達(dá)到“事半功倍”的效果。

相較其他服務(wù)器，刀片服務(wù)器更節(jié)省空間，在機(jī)柜系統(tǒng)配置好的前提下，將，lU機(jī)架優(yōu)化服務(wù)器系統(tǒng)移植到刀片服務(wù)器上，所占用的空間只是原來的1/3～1/2。而在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)柜式環(huán)境中，刀片服務(wù)器的處理密度要提高4～5倍。

從TCO的角度來看，刀片服務(wù)器管理起來更容易，在更小的空間里提供更強(qiáng)的處理能力，而且花費(fèi)也更少，因?yàn)樵S多部件都可以共享。

刀片服務(wù)器在向上擴(kuò)展和向外擴(kuò)展方面均具有創(chuàng)新性。添加新服務(wù)器一般只需將新的單處理器或多處理器刀片服務(wù)器插入到機(jī)箱的開放式托架中即可。刀片服務(wù)器可插入到已擴(kuò)展的基礎(chǔ)設(shè)施中。此外，機(jī)箱內(nèi)部的選件模塊還可使我們添加一旦在外部連接便可實(shí)現(xiàn)共享的功能。刀片技術(shù)的模塊化設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)快速擴(kuò)展。

刀片服務(wù)器的所有關(guān)鍵組件均可實(shí)現(xiàn)冗余或熱插拔，其中包括冷卻系統(tǒng)、電源、以太網(wǎng)控制器與交換機(jī)、中間背板與背板、硬盤及服務(wù)處理器。卸下服務(wù)器進(jìn)行維修僅意味著將刀片服務(wù)器拖出機(jī)箱，這就像拆卸熱插、拔硬盤一樣簡(jiǎn)單。高級(jí)刀片服務(wù)器系統(tǒng)提供了實(shí)現(xiàn)高度敏感維修的智能方式，高級(jí)診斷功能可指導(dǎo)維修人員直接找到故障部件，從而實(shí)現(xiàn)快速有效的恢復(fù)，有些刀片服務(wù)器甚至不會(huì)出現(xiàn)單點(diǎn)故障。

2009年，根據(jù)Garnter的報(bào)告顯示，企業(yè)IT消費(fèi)大概在335億美元，其中刀片服務(wù)器市場(chǎng)占據(jù)超過25％的市場(chǎng)份額。刀片市場(chǎng)盛宴空前：國(guó)外廠商

IBM、惠普、AMD、戴爾搶占主席：曙光、浪潮、聯(lián)想、方正等國(guó)內(nèi)企業(yè)也全力推廣自主設(shè)計(jì)、制造的刀片服務(wù)器。盛宴珍饈，誰愿空箸?

酒酣耳熱，中國(guó)幾何

我國(guó)的刀片服務(wù)器起步略晚，但經(jīng)過多年的發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。浪潮、曙光、聯(lián)想等都推出了自主研發(fā)的刀片產(chǎn)品。在這里我們不得不提一下TC2600這款刀片產(chǎn)品，無論從技術(shù)還是應(yīng)用上，它都算得上是國(guó)內(nèi)刀片服務(wù)器的代表作。

TC2600刀片服務(wù)器是曙光公司研發(fā)的第三代雙核／四核刀片服務(wù)器產(chǎn)品，TC2600的每個(gè)刀片包含兩顆AMD Opteron2000系列雙核高性能處理器(支持四核處理器)。

刀片服務(wù)器最大的特點(diǎn)就是高密度的機(jī)箱設(shè)計(jì)，合理先進(jìn)的機(jī)箱構(gòu)造是衡量一款刀片服務(wù)器性能的重要指標(biāo)。TC2600刀片機(jī)箱采用7U10片的超高密機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，使整個(gè)機(jī)箱能夠增加42.8％的計(jì)算密度，可最大限度地提升數(shù)據(jù)中心和高性能計(jì)算中心的處理能力；全模塊化的設(shè)計(jì)能節(jié)省86％以上的電纜，從而節(jié)省安裝部署的時(shí)間和電纜花費(fèi)。

刀片服務(wù)器設(shè)計(jì)最大障礙為散熱問題，大部分的刀片服務(wù)器項(xiàng)目的失敗主要是由于散熱無法過關(guān)。TC2600特有的線形預(yù)補(bǔ)償散熱模塊(LPCM)是曙光最新研發(fā)的散熱技術(shù)，配備6個(gè)冗余風(fēng)扇，能夠根據(jù)溫度變化，線性平滑調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，減弱噪聲，降低不必要的功耗；同時(shí)，LPCM還能根據(jù)溫度變化，預(yù)測(cè)下一階段溫度變化趨勢(shì)，提前進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)整補(bǔ)償，保證風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和噪聲平穩(wěn)，保障刀片服務(wù)器在任務(wù)變換時(shí)的散熱效果，延長(zhǎng)風(fēng)扇的使用壽命。

刀片服務(wù)器是一種高密度集中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在有限的空間里滿足高性能計(jì)算應(yīng)用的需求，電源供電系統(tǒng)的重要性不言而喻：TC2600刀片服務(wù)器配備了6個(gè)1000W具有負(fù)載均衡和故障切換功能的熱插拔電源模塊，支持“4+1”和“4+2”兩種電源冗余方式：手動(dòng)優(yōu)化和自動(dòng)智能調(diào)節(jié)可選兩種工作模式：SPRM可以根據(jù)功耗變化，自動(dòng)智能調(diào)節(jié)電源系統(tǒng)的管理策略，能夠始終保持電源模塊工作在效率曲線的高點(diǎn)，減少不必要的功耗損失，大幅增加電源的使用壽命。

承擔(dān)高性能計(jì)算任務(wù)的刀片服務(wù)器，需要管理人員隨時(shí)把握系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，因此在管理維護(hù)方面尤為重要，TC2600內(nèi)置曙光DawningBlade Full View Management System管理軟件，能夠通過web頁面的形式管理系統(tǒng)的運(yùn)行，可提供所有組件的最新狀態(tài)及圖形標(biāo)示的詳細(xì)信息，支持實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控、故障預(yù)警、動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)整資源配給和工作策略；提供多種錯(cuò)誤故障報(bào)警方式，日志、審計(jì)和報(bào)表可供查詢；允許加密的遠(yuǎn)程控制，可從任何位置控制操作及監(jiān)控整體運(yùn)行狀況。

高性能計(jì)算應(yīng)用需要不斷地與外界交換數(shù)據(jù)，龐大的數(shù)據(jù)交換工作，對(duì)于服務(wù)器系統(tǒng)的I／O交換是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。TC2600刀片服務(wù)器采用第三代Infini-band Switch芯片，提供高達(dá)800 Gb/s的交換帶寬，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過市場(chǎng)同類產(chǎn)品。I/O擴(kuò)展能力一直以來都是刀片服務(wù)器的一大詬病，刀片服務(wù)器一般只能進(jìn)行單一功能的擴(kuò)展。TC2600創(chuàng)新性的I/O擴(kuò)展模塊為每個(gè)刀片獨(dú)立配置了PCI-E擴(kuò)展插槽，能夠兼容網(wǎng)卡、FC HBA、iSCSI HBA、Infiniband HCA等業(yè)界絕大部分PCI-E板卡，為刀片服務(wù)器系統(tǒng)的I/O擴(kuò)展提供了更為靈活的選擇。

刀片市場(chǎng)酒酣耳熱之際，我們不得不潑一盆冷水時(shí)至今日，刀片服務(wù)器產(chǎn)品一直沒有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)廠家的刀片服務(wù)器產(chǎn)品都不能相互兼容，這就極大地提升了用戶升級(jí)的困難和成本，可以說，標(biāo)準(zhǔn)化是目前刀片服務(wù)器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大困難。

刀片盛宴，中國(guó)幾何?刀片市場(chǎng)的迅速膨脹催生標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，時(shí)間緊迫，冀望國(guó)際知名廠商統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)不太現(xiàn)實(shí)。中國(guó)的刀片服務(wù)器廠家們看到這一問題，由曙光牽頭的“高標(biāo)委”提出“中國(guó)刀片標(biāo)準(zhǔn)”，致力于推動(dòng)刀片服務(wù)器統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的建立。

不久的將來，當(dāng)中國(guó)刀片標(biāo)準(zhǔn)獲批的時(shí)候，中國(guó)刀片或?qū)⒊蔀槭⒀绲闹鹘?，領(lǐng)跑中國(guó)。

來源：比特網(wǎng)