Google的大規(guī)模資料中心正準(zhǔn)備好從英特爾(Intel)的x86架構(gòu)轉(zhuǎn)向IBM Power伺服器;同時(shí)，該公司也為轉(zhuǎn)向ARM伺服器準(zhǔn)備就緒;然而，這條道路其實(shí)還沒有走多遠(yuǎn)。

　　Google的大規(guī)模資料中心正準(zhǔn)備好從英特爾(Intel)的x86架構(gòu)轉(zhuǎn)向IBM Power伺服器;同時(shí)，該公司也為轉(zhuǎn)向ARM伺服器準(zhǔn)備就緒;然而，這條道路其實(shí)還沒有走多遠(yuǎn)。

　　在日前于美國(guó)加州圣荷西舉行的OpenPower Summit 2016，展示了近60種OpenPower系統(tǒng)，數(shù)量較去年多好幾倍。另一方面，Google也已為轉(zhuǎn)向Power伺服器架構(gòu)做好了準(zhǔn)備，將大多款Google App和基礎(chǔ)架構(gòu)軟體移植到兩年前開發(fā)的Power8伺服器。

　　Google平臺(tái)部門工程技術(shù)經(jīng)理Maire Mahony表示，“對(duì)于優(yōu)秀的軟體開發(fā)人員來說，使用Power伺服器只需修改設(shè)定檔中的一個(gè)標(biāo)示就可以了。”Maire Mahony負(fù)責(zé)Google的資料中心硬體，他同時(shí)也是OpenPower Foundation總監(jiān)。

　　Google目前正與一家小型資料中心服務(wù)供應(yīng)商Rackspace合作，共同設(shè)計(jì)Power9伺服器。這款被稱為Zaius的伺服器(參考圖1)將使用兩顆Power9晶片、32個(gè)支援第4代PCI Express的DDR4 DIMM插槽和插座，以及IBM的CAPI介面和Nvidia的NVLink互連介面。這是一種為48V機(jī)架設(shè)計(jì)的48V伺服器。

　　Google和Rackspace透露雙方正合作開發(fā)一種雙插座的IBM Power9伺服器

　　在這次大會(huì)上，IBM首次介紹了Power9的發(fā)展藍(lán)圖。這款處理器將搭載24個(gè)最新設(shè)計(jì)的核心、最新版的CAPI和NVLink互連，以及IBM尚未正式發(fā)布的全新25Gbit/s互連介面(如圖2)。

　　Power9有兩種款式，一種使用直連記憶體，用于大型資料中心實(shí)現(xiàn)向外擴(kuò)展叢集，另一種使用緩沖記憶體，用于大企業(yè)的向上擴(kuò)展系統(tǒng)。Power9處理器即將投片，預(yù)計(jì)將采用Globalfoundries的14nm制程制造，在2017年底上市。

　　Google并未自行搭建Power8伺服器，移植大多數(shù)的軟體只是為了在與英特爾議價(jià)時(shí)能有更多的話語(yǔ)權(quán)。Google平臺(tái)部門資深總監(jiān)Gordon MacKean表示，“這牽涉到掌握著所有可用的技術(shù)，然后選擇最佳性價(jià)比的技術(shù)加以部署，最終實(shí)現(xiàn)最佳的平臺(tái)化。”

　　Google也在其實(shí)驗(yàn)室中準(zhǔn)備了ARM硬體，并將一些軟體移植到這些硬體上。然而，MacKean表示，“我認(rèn)為在使用ARM方面有點(diǎn)落后，而在使用Power時(shí)倒是遙遙領(lǐng)先。”但他并未披露移植所采用的ARM硬體細(xì)節(jié)。

　　“我們將繼續(xù)觀察整體情況??針對(duì)實(shí)際部署，你在任何時(shí)間點(diǎn)都必須準(zhǔn)備好‘扣扳機(jī)’”，MacKean說道。

　　MacKean補(bǔ)充道，“每一種平臺(tái)間都會(huì)彼此跨越，就像AMD/英特爾時(shí)代一樣??如今，競(jìng)爭(zhēng)表現(xiàn)在指令集架構(gòu)上，因此情況更加復(fù)雜，但我們會(huì)全力以赴??尤其現(xiàn)在還有Open Compute可以使用，因而帶來更多選擇。”他并透露，Google在今年稍早加入了Facebook主導(dǎo)的開放源碼硬體小組。

　　Power和Open Power發(fā)展藍(lán)圖

　　IBMPower9處理器包含尚未發(fā)布的全新25G互連介面

　　IBM的Power發(fā)展藍(lán)圖(圖3)包含了將在2018至2020年間采用10nm和7nm節(jié)點(diǎn)制造的各種Power8和Power9晶片計(jì)畫。另外，協(xié)助成立Open Power小組的IBM院士兼Power開發(fā)副總裁Brad McCredie透露，IBM還計(jì)畫在2020年后開發(fā)一種全新的架構(gòu)。

　　從PowerPC開始就一直在研究IBM處理器的McCredie強(qiáng)調(diào)，“幾年來，我們至少都有一個(gè)人在負(fù)責(zé)Power 10??，而且我們經(jīng)常開會(huì)，積極地執(zhí)行既定計(jì)劃。”

　　Power9采用的最新加速器互連仍然是個(gè)謎。就像Nvidia NVLink2.0一樣，它可作業(yè)于最高達(dá)25Gbit/s的速率。但本質(zhì)上是否就是CAPI 2.0或與其一致則無法確定。

　　IBM開發(fā)CAPI的部份原因在于需要一種比PCI Express更快的介面，而且不至于在傳輸層造成負(fù)擔(dān)。McCredie只說這種新的互連就像任何介面一樣，關(guān)注的是提高頻寬和縮小延遲等擴(kuò)展功能。

　　IBM已經(jīng)在研發(fā)即將于2020年后推出的Power10架構(gòu)

　　在I/O方面，Power9“將是首款支援PCI Gen 4的首款處理器，我們已經(jīng)走在PCI SIG標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)的前面，不久即將投產(chǎn)了。”McCredie指出，從技術(shù)角度來看，Gen 4規(guī)格最早要到今年年底才會(huì)發(fā)布。

　　在致力于開放IBM Power架構(gòu)約兩年后，只出貨了大約6種未加上IBM商標(biāo)的伺服器設(shè)計(jì)。另外，IBM在CAPI互連方面有6家合作夥伴，至今出貨約20種不同可插入CAPI互連介面的電路板。

　　“微處理器設(shè)計(jì)非常昂貴、耗時(shí)且難度大。”McCredie在大會(huì)中表示，“開放匯流排的影響較設(shè)計(jì)微型單元更大，因?yàn)閲@匯流排存在許許多多的創(chuàng)新。”

　　在今年的高峰會(huì)上，IBM也宣布同時(shí)開放Power記憶體匯流排。開放的目的在于當(dāng)推出新的儲(chǔ)存級(jí)記憶體與記憶體堆疊時(shí)，讓開發(fā)人員更易于打造新的主記憶體系統(tǒng)類型。

　　這種記憶體匯流排規(guī)格目前處于0.2版草案階段，預(yù)計(jì)在今年底可能推出最終版。Open Power技術(shù)工作組主席Jeff Brown表示，它可以幫助開發(fā)人員“在前端增加處理功能，讓他們不必?fù)?dān)心Power記憶體到主機(jī)介面之間如何作業(yè)。”

　　Open Power技術(shù)工作組最近還完成了連接CAPI元件和Linux的軟體介面任務(wù)。去年，該工作組成立了其他的一些工作組，包括研發(fā)最新25G介面的工作組。

　　加速是新的主旋律

　　OpenPower高峰會(huì)上的潛在意義是摩爾定律(Moore’s Law)變慢了，無法提供正常的性能與價(jià)格進(jìn)展。這個(gè)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開始競(jìng)相從使用加速器的更高整合伺服器架構(gòu)中獲益了。

　　英特爾收購(gòu)Altera以及發(fā)布3D XPoint記憶體的行動(dòng)顯示，該公司正穩(wěn)步走向?qū)Ｓ谢缆贰？紤]到這種解決方案的高成本，使得Google和Rackspace等公司開始探索開放硬體產(chǎn)品替代方案，Rackspace資深總監(jiān)Aaron Sullivan表示。

　　在研發(fā)具體應(yīng)用時(shí)，Rackspace發(fā)現(xiàn)使用CAPI加速器可以使性能提升10倍。“現(xiàn)在我們想為我們的所有應(yīng)用導(dǎo)入開放硬體。”Sullivan并補(bǔ)充說，“在實(shí)現(xiàn)開放加速器的道路上，我們已經(jīng)走了三分之一的路程，”只要是該公司的云端服務(wù)客戶都可以使用這些加速器。

　　Google展示史丹佛大學(xué)整理的圖表指出，微處理器的進(jìn)展跟摩爾定律一樣放緩了腳步

　　進(jìn)一步向前發(fā)展必須使用可編程晶片，Sullivan引用微軟(Microsoft)在FPGA方面的工作時(shí)表示。這時(shí)需要具有硬體描述語(yǔ)言等底層編碼經(jīng)驗(yàn)的大量程式設(shè)計(jì)人員。

　　Mackean表示同意這樣的看法：“我們都看到代工廠的現(xiàn)況以及這種制程技術(shù)，節(jié)點(diǎn)微縮的速度并未如我們想像的快速，每個(gè)人都在設(shè)法實(shí)現(xiàn)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)也正努力加以因應(yīng)。”

　　事實(shí)上，OpenPower大會(huì)和Nvidia的年度盛會(huì)是在同一地點(diǎn)舉辦的，Nvidia發(fā)布了一款高階的通用處理器(GPU)，微軟則針對(duì)這種通用處理工作使用了FPGA。

　　“我們認(rèn)為，Power是針對(duì)英特爾架構(gòu)的一種有趣替代產(chǎn)品，因?yàn)樗鼡碛袕?qiáng)大的核心，足以與英特爾的核心一較高下。”MacKean表示，“IBM的發(fā)展藍(lán)圖中只包含設(shè)計(jì)技術(shù)，并不涉及節(jié)點(diǎn)縮小，IBM希望透過改善架構(gòu)以提升頻寬和整合度??就像是增強(qiáng)I/O性能一樣。”

　　最新OpenPower系統(tǒng)

　　中國(guó)推出新款Zoom伺服器，最多可整合4顆Nvidia GPU加速器

　　中國(guó)也許是OpenPower的最大機(jī)會(huì)，部份原因在于中國(guó)亟需不必付高額授權(quán)費(fèi)用的架構(gòu)。

　　然而，今年的高峰會(huì)與去年相較基本上變化不多。去年，OpenPower的一家晶片制造商——蘇州中晟宏芯(Suzhou PowerCore)展示了一款名為Zoom的處理器，并獲得一家不具名的伺服器制造商采用。

　　“設(shè)計(jì)一款處理器需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。”McCredie表示，“預(yù)計(jì)今年6月在中國(guó)舉行的OpenPower大會(huì)上將透露更多的消息，此外，中晟宏芯的CP1已經(jīng)開始出貨了。”

　　中晟宏芯推出的Power架構(gòu)處理器

　　在今年的大會(huì)上展示了近60種OpenPower系統(tǒng)，數(shù)量較去年多好幾倍。然而，其中約有20多種是介面卡而不是伺服器，而且還有幾種是網(wǎng)路交換機(jī)或擴(kuò)展箱，有些伺服器則貼的是原型機(jī)標(biāo)簽。

　　Penguin的系統(tǒng)

　　Penguin的系統(tǒng)(圖7)使用了Nvidia GPU加速器。該公司正部署Rackspace系統(tǒng)(圖8)，很快地就能提供給使用者。

　　Penguin部署Rackspace的系統(tǒng)

　　ITL(圖9)是另外一家新加入的中國(guó)伺服器制造商。RTDS Technologies(圖10)則展示一款原型系統(tǒng)，主要用于電力公司進(jìn)行模擬。

　　業(yè)界巨擘齊聚一堂

　　在這次大會(huì)上，IBM還邀請(qǐng)業(yè)界巨擘一起和產(chǎn)品進(jìn)行拍攝。為了驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新以及鼓舞士氣，該部門將在今年舉行一項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽，并在今秋舉行的超級(jí)運(yùn)算大會(huì)(Supercomputing)上頒發(fā)16,000美元的獎(jiǎng)金給獲?的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

　　該工作小組并緩步推動(dòng)認(rèn)證計(jì)畫。目前已經(jīng)有68種產(chǎn)品標(biāo)示了易于取得的OpenPower商標(biāo)。相容性工作小組已經(jīng)開始制定認(rèn)證計(jì)畫，并于4月8日舉行首次插拔測(cè)試大會(huì)。