錢不能亂花 中高端服務器采購六問
從傳統來看，服務器根據劃分標準的不同，可以分成很多種。比如根據所使用的處理器和體系架構不同，可分為x86服務器、GPU服務器、RISC小型機、大型主機等；根據性能檔次的不同，可以分為入門級服務器、工作組級服務器、部門級服務器和企業級服務器；根據機箱外觀的不同，可以分為塔式服務器、機架式服務器、刀片式服務器和機柜式服務器；根據操作系統不同，則可以分為Windows服務器、Linux服務器和UNIX服務器；此外，我們還可以根據應用領域、主要功能、CPU顆數等指標進行劃分。
不過，隨著時代的發展，服務器的劃分與選型已經變得不象以前那么單純了。一方面技術和應用在不斷融合，比如今天的UNIX服務器上面跑的不只是UNIX一種操作系統，還可以跑Linux，甚至是Windows；又比如今天的一臺4U機架式服務器可能比42U機柜式服務器性能還要高。另一方面，許多新的技術和應用負載開始出現，如Web2.0、虛擬化、云計算等，對服務器也提出了許多新的不一樣的要求。
這些因素使得今天的服務器選型，尤其是中高端產品的選型，變得比以往更加復雜了，許多用戶面臨這樣或那樣的困惑，如中高端IT系統究竟該怎樣做技術選型?怎樣衡量性價比的高低?怎樣把握未來的技術走勢?選擇一家什么樣的合作伙伴才能規避未來的風險?等等。
我們知道，今天的中高端服務器市場上有著眾多的競爭者，主要包括IBM POWER、HP安騰、Oracle/Sun、富士通SPARC，另外以英特爾新一代至強7500為代表的x86服務器也開始試圖進入其中。為此，筆者從應用特征分析、產品技術選型、性價比分析、生態系統比較等多個角度總結了一些經驗和建議，希望對用戶朋友們在選購這類產品（尤其是非x86架構服務器）時有所幫助。
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一問：中高端服務器適合何種應用?
隨著行業信息化的深入發展，越來越多的企業客戶需要把核心數據庫和關鍵業務應用運行在高可靠的平臺之上。正是憑借穩定可靠、安全、高可擴展以及高性能等固有優勢，傳統UNIX服務器（也稱小型機）在企業數據中心里會占據越來越重要的地位。
不過，今天的用戶已經不再簡單地根據操作系統來選擇服務器，因為技術在向前發展，如IBM的Power就可以跑AIX、i和Linux多種操作系統，借助其PowerVM虛擬化技術，甚至可以運行包括Linux和Windows在內的幾乎所有x86應用。因此，今天用戶首先要考慮的是自己的應用負載。
而對于中高端服務器廠商來說，一個重要的趨勢是要為工作負載設計產品，其產品不僅要適用于傳統的高吞吐量計算，而且還要適應新興的大規模并發度計算。
所謂高吞吐量計算，如數據庫處理，這種應用需要在很短的時間內，快速地從硬盤中拿到數據，并且很快速地把結果計算出來。比如每月結算手機話費這類應用，由于是綁定在某一顆或幾顆CPU上運行，只有高吞吐量、高主頻的機器才能解決，而不能依靠簡單地增加CPU數量。由于Power是當前世界上主頻最高的CPU，4-5GHz的高主頻遠遠高于其他處理器的2-3GHz，同時IBM POWER7處理器是當前世界上性能最高的CPU，因此非常適合這類應用，這也是POWER系統的傳統優勢領域。
而高并發度計算則要同時處理多個用戶的需求，一般是內核數量越多，線程數量越多，所能同時處理的用戶數量規模也就越大，如Web類、Java類應用。POWER7不僅保留了高主頻的設計，而且同時把內核數提高了4倍，從POWER6的雙核提高到現在的8核，同時線程數量提高了8倍，從4個線程并發提高到了32個，從而使得POWER7能夠更好地適應高并發的應用負載。其他處理器也在朝這個方向發展，比如SPARC64 VI的Vertical Multi-Threading(VMT)技術，但與POWER不同的是，VMT兩條線程在同一時間內并不是并行的，效率較差，而IBM從POWER5開始就采用了Simultaneous Multi-Threading(SMT)的技術，能夠真正達到同時多線程并行，效能更好。事實上，新一代SPARC64 VII在2008年推出時才有了SMT功能，但比POWER遲了四年多。
因此，用戶在做技術選型時，首先需要清楚了解自己的關鍵應用類型和特點，然后選擇合適的平臺。今天的POWR7處理器其實是開創了小型機的新紀元，因為它不僅可以解決X86架構無法實現的高吞吐量計算，如大型數據庫、企業資源管理、I/O應用和高性能應用等，同時也可以應對大規模并發度計算，如需要多核、多線程的Web應用。而且，由于POWER平臺能夠支持主流的Linux操作系統，配以優秀的虛擬化技術，從而也吸引用戶將原來一些傳統的X86應用整合到強大的POWER平臺上來。
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二問：怎樣做中高端系統技術選型?
談到服務器技術選型，用戶一般都會從性能、能耗、可擴展性、可用性、可管理性等幾個方面去考慮。不過，對于越高端的產品，解決方案和服務在其中的重要性也會越突出。因此，我們建議用戶既要關注產品的硬件指標，更要關注整體解決方案的價值。那么，如何具體做這類產品的技術選型呢？
首先，在選購中高端服務器時，建議用戶可以先從內核數量、CPU主頻、L3緩存等幾方面來比較不同機器的檔次。對同一廠家產品，一般來說，內核數越多、主頻越高、L3緩存越大的系統，性能也會越好。另外，你還可以直接去SPEC、TPC等網站上查閱、比較不同廠商的機器性能。目前，IBM最新的POWER7系統性能是其他廠家的3-4倍。
其次，系統擴展能力非常重要。中高端產品要求能夠應對突如其來的業務需求，如果CPU、內存和I/O等組件沒有很好的擴展性，就意味著可能每年都要更換一批機器。
第三，可靠性、可用性往往缺少可量化的參考指標，但可以比較廠商獨有的高可用技術。比如IBM在高端系統上提供的雙時鐘設計，可減少單點故障；一系列CPU保護功能可以把可靠性提高100倍;全世界只有IBM大型主機和小型機里才有的內存標簽功能等。另外也可以收集參考一些第三方的對比數據。比如，有統計表明，一年內IBM AIX操作系統非計劃停機時間少于15分鐘，這意味著在一年365天不停機運轉的情況下，硬件加上操作環境可靠性可以達到99.997%，是其他UNIX操作系統的2.3倍，比X86/Windows架構更是高出10倍。用戶需要注意有些廠商崇尚低價策略其實是以犧牲高可靠性、高可用性及高可服務性（RAS）特性為代價的，因為高可用技術的背后需要巨大投資和研發力量的支撐，IBM每年在POWER系統研發上投資超過50億美元投入堪稱“天文數字”。
第四，對于關注能源消耗的用戶，可以重點比較不同產品之間的每瓦特性能指標以及各家獨有的軟硬件節能技術特性。IBM POWER從芯片到整機再到管理軟件都提供了一系列先進的節能措施，如CPU可以根據負載調整主頻，節能模式能把主頻調低50% 或性能優化模式能支持最高110% 主頻設計，通過Director中的AEM動態能源管理軟件可以進行能源的統一管理等。
第五，除了硬件，還應該考慮操作系統、虛擬化等系統軟件，尤其是對于那些CPU利用率偏低，希望通過虛擬化進行整合的用戶，尤其重要。因為不同廠家的虛擬化技術在效率、功能、擴展性、安全性等方面其實存在非常大的差異，如IBM的PowerVM由于采用硬件來實現固件層（Hypervisor），就可以把虛擬化后整機的CPU利用率提升至90%，而一般業界水平只能達到50%左右。
當然，對于很多用戶來說，純粹的硬件指標并不能代表系統實際的收益和價值，真正關心的是服務器硬件與系統軟件、應用軟件的緊密結合程度。這也是為什么IBM在研制POWER7時就非常注重與軟件的結合與優化，以便能夠向用戶提供一站式的解決方案，讓用戶把原來用在系統整合、兼容性測試、性能調優等日常IT運維管理上的精力和資源騰出來。這一點，尤其對于那些業務創新要求較高的企業，如銀行、電信等，是一種非常重要的價值。
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三問：怎樣選擇虛擬化技術?
如前所述，虛擬化已經是一種越來越廣泛的應用模式。不過，市場上形形色色的虛擬化產品卻參差不齊，從一般的X86虛擬化，如VMware的vSphere，開源的Xen，到針對非x86平臺的虛擬化技術，如惠普的nPartitions、vPars、IVM，Sun的Dynamic Domain和Logical Domain，IBM的PowerVM等，這些虛擬化技術在性能、功能上其實存在很大的差異。大體上，用戶可以從以下幾個方面加以比較：
一是虛擬化的效率。這方面硬件虛擬化和軟件虛擬化兩種方式存在天壤之別，前者的效率要高很多。比如，IBM PowerVM是一件硬件虛擬化技術，可以在把一臺機器的CPU利用率提高到90%，而其他虛擬化技術一般只能做到50%左右，這是因為硬件虛擬化無須占用太多的CPU資源，而后者由于要經過多層轉換，不得不面臨性能損耗的問題。
二是虛擬化的功能。比如CPU、內存和I/O等分區資源能否在不重啟機器的條件下動態靈活調整，增大或減少；又比如分區或虛擬機能否在線遷移，即讓一個分區在不停機、不停應用的情況下從一個物理機器動態地遷移到另外一個物理機器上，以提高系統高可用性。當然，對于不同的用戶而言，對功能的需求也是不一樣的，但關鍵是你的虛擬化供應商能否提供你真正想要的東西。
三是虛擬化的范疇。對于那些希望在現在和將來實現動態IT架構或私有云環境部署的企業來說，虛擬化的范疇，即能否實現全面的虛擬化就很關鍵了。因為，要實現動態的數據中心，僅僅對服務器CPU資源進行虛擬池化是遠遠不夠的，還需要對內存、I/O、存儲等各種軟硬件資源進行虛擬化，有效實現內存、I/O、存儲在分區之間的資源增減或自動調整。
四是虛擬化的安全性。虛擬化整合是把多個雞蛋放在一個籃子里，這就要求這個籃子得足夠的牢靠，對于用在關鍵業務領域的中高端服務器來說，這一點更加重要。所以，你還需要看看虛擬化供應商有沒有通過第三方的審計或相關的安全認證，如IBM PowerVM就通過了EAL4+級別的認證，屬于除了主機以外，安全級別最高的操作環境。
五是虛擬機的擴展性。比如IBM PowerVM的一個分區可以支持從0.1顆CPU到64顆CPU的擴展，未來還可以達到256顆CPU，內存方面最高也可以擴展到4TB；而惠普的IVM目前只能擴展到8顆CPU，分區內存也只有64GB，二者之間存在量級的巨大的差別。
可見，虛擬化技術的選擇也是比較復雜的。在這一方面，有著40多年虛擬化技術發展歷史和相關經驗積累的IBM顯然有著絕對領先的優勢。
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四問：選擇機架服務器還是刀片服務器?
憑借高密度、高可管理性、高度整合等優勢特性，刀片服務器一度被認為是機架產品的替代品，甚至有廠商喊出了“Blade Everything”的口號。但刀片真的能適應所有環境，并完全取代機架嗎?答案顯然是否定的，因為沒有一種架構完美到可以適用所有的場合，什么時候用刀片，關鍵還得具體情況具體分析。
由于刀片機箱在很小的空間里把服務器、存儲、網絡、供電、散熱、管理等模塊集成在一起，使得其單位空間的能耗大大提升，一般功率都在2000-9000W之間，遠遠高于同等空間大小的機架服務器。而且，實際上并不是所有的客戶和機房都能支持這種高密度的設備，由于供電能力有限，數據中心里往往出現一個42U機柜里只能放置1-2臺刀片機箱的情況，寶貴的機柜空間沒被善用。此外，機架服務器由于有足夠的散熱空間，可靠性也比刀片服務器更高，并且機箱里也有足夠的空間去支持更高的I/O擴展能力。而這些因素對于關鍵業務應用而言都是不可忽視的。
因此，用戶在選型時應該根據應用特點來決定，特別是對于I/O吞吐比較大的應用，如數據庫、大規模網絡輸入輸出等，機架式產品反而更有優勢。為此，IBM的POWER系統為用戶提供了從刀片到2U機架一直到42U機柜式產品的多種選擇，以滿足不同客戶的需求。
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五問：如何比較服務器的性價比?
在做完技術選型之后，我們還要在經濟投資回報方面進行比較。中高端服務器的投資回報率即ROI如何計算，一直是令許多用戶頭痛的問題。由于ROI涉及的因素很多，計算起來比較復雜，使得一些用戶在選擇服務器時只是簡單地考量硬件采購成本，而且按配置價格比來衡量，這其實存在很大的誤區。合理的做法應該是在總擁有成本（TCO）的基礎上比較總體性能和收益價值的大小。一般而言，總擁有成本包括硬件采購費用、軟件費用、維護費用、管理支出如人力成本、機房場地費、空調和電力費用等等。
首先，在比較硬件采購成本時，如果只是簡單地比較配置和價格，可能會造成很大的誤差，因為中高端服務器不同于一般的單雙路X86服務器，后者的配置規格在一定程度上能夠代表性能的高低，但對于中高端產品，尤其是非x86架構的服務器卻不然。比如，一臺小小的4U機架服務器IBM POWER750(32核配置)與一套42U的機柜式系統HP Superdome(64核配置)相比，不僅前者性能高28%，能耗少83%，體積只有1/10，而且采購價格也比后者低上好幾倍。實際上，今天IBM的中高端產品已經達到甚至超過其他廠商最高端產品的性能。
其次，現在多核CPU應用越來越普遍，但由于有一些軟件仍然按CPU核數收費，導致軟件許可費用在總成本中所占的比例越來越高，甚至比機器硬件還要貴。因此，選擇CPU內核數較少但性能更高的機器，有助于大大節省軟件費用。比如IBM的POWER7服務器與市場上同等配置的機器相比，性能往往要高出3-4倍。
再次，還應該考慮硬件資源利用率這個重要因素，因為即便服務器理論性能很高，但實際利用率卻很低，還是會造成資源的嚴重浪費。IBM虛擬化技術可以把機器的利用率大幅度提高到90%，而市場上其他虛擬化技術一般只能做到50%左右。
因此，如果按照綜合性能價格比來衡量，同時考慮到軟件、節能、虛擬化等應用價值的話，IBM POWER系統無疑是當前市場上性價比最高的UNIX服務器。
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六問：怎樣選擇一個可“托付終身”的伙伴?
中高端服務器作為一種關鍵的基礎架構，對任何企業而言都是一種審慎的技術投資。由于IBM、惠普、Oracle/Sun和富士通等傳統UNIX服務器廠商從芯片到服務器整機到操作系統都自成一脈，所以用戶在做投資決策時要選的不只是一堆冷冰冰的軟硬件設備，也是在選一個可以“托付終身”的伙伴!因此，這個伙伴自身發展是否穩健?其技術發展路線是否可預期?其新一代產品與上一代產品之間能否平滑升級?等等，這些問題都變得至關重要，因為它影響的不只是一筆投資，而且也會影響你的未來。
今天，一些多年前選擇了SCO UNIX，或是HP PA-RISC，或是Sun小型機的企業正在面臨痛苦的決擇，因為這些UNIX產品或停產或被收購的現實，迫使企業必須轉換到另一個穩定、可持續發展的平臺上去，而且為此要支付相當大的轉換費用。
縱觀今天全球非x86架構服務器市場，IBM的POWER系統可謂一枝獨秀。自從2005年獲得全球第一的UNIX服務器市場份額以來，IBM一直保持著這一地位。而且，得益于每年10億美元投資帶來的創新技術，以及不斷擴大的客戶群和健康的生態環境，POWER系統成為IBM過去10年來最重要的產品。
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