24個冠軍 當新IBM eX5遇到新至強E7
在筆者看來，于2010年3月正式發布的IBM eX5服務器應該是自英特爾發布基于QPI總線架構至強處理器平臺以來，最有特色的產品。其獨特的第五代X架構（簡稱X5）的種種新特性可謂驚艷全球，同時也為其打上了強烈的差異化的烙印。進入2011年，伴隨著英特爾發布新一代與Nehalem-EX（至強7500）引腳兼容，***達10核心的32nm的Westmere-EX（至強E7）處理器，IBM的eX5也迎來了嶄新的一代，我們又將對其有怎樣的期待呢？
首先，我們必須要說這種鮮明的差異化設計，讓IBM eX5服務器在2010年取得了輝煌的成績。自2010年首發至今，eX5服務器已經先后取得過24項業界標準化測試的冠軍，其中很多都是重量級的測試，這是一個相當了不起的成績。而在另一方面，在eX5的帶領下，IBM在2010財年的高端x86市場取得了市場***名，同比增長0.8%，而到了2011年***季度，雙插槽的x3690X5服務器居然賣斷貨了，并且基于X5架構的HX5刀片服務器也成為了IBM有史以來銷售***的4插槽（通過級聯擴展）刀片服務器。
如此耀眼的業績，無疑為eX5服務器在2011年的表現打下了堅實的基礎。而英特爾的與上一代至強7500引腳兼容的***10核心至強E7處理器，顯然將讓eX5如虎添翼。有關英特爾至強E7處理器的情況，我們不在此過多介紹，ZDNet已經有很多介紹，這款基于32nm工藝的處理器，在提高主頻并增加兩個內核與相應的緩存之后，相較于上一代至強7500處理器，綜合性能可提升高達40%，因此我們就可以大概想像一下采用E7的新一代eX5在性能將會有怎樣的表現。
#p#
至強E7處理器一覽
英特爾至強E7處理器一覽
這里值得一說的是，eX5仍然保持了良好的處理器的支持特性，而不像某些廠商的同級產品，在CPU型號上有著很大的限制。從下面的對比中，我們就可以看出為。
新一代x3850X5服務器所支持的至強7500與E7處理器列表，除了雙插槽處理器（至強6500和E7-2xxx）外，幾乎支持所有的E7和至強7500處理器
某款8插槽至強7500服務器只能支持4款至強7500/6500處理器，不知到了E7會支持幾款
#p#
新舊eX5服務器差異
事實上，新一代eX5服務器相較上一代不僅僅表現在處理器的更新換代方面，在很多外圍核心組件與設計方面均有較大的改進，使得新一代eX5的企業級關鍵業務性能得到了進一步的提升。
從上面的介紹中，我們可以看到新一代eX5服務器在可擴展性、可靠性以及SSD（固態盤）存儲方面得到了明顯的加強，同時利用eX5服務器在內存擴展方面的獨門絕技，在新一代eX5服務器上，不僅僅只是專注于硬件，還與業界的著名的企業級應用進行有效集成，從而為客戶提供了高級解決方案。
#p#
MAX5內存擴展優化
原先設計中的通過EXA芯片（即MAX5內存擴展性能優化中心）進行級聯擴展功能終于實現，但請注意最終的生效日期，基本上集中在5月底至6月中旬。在2010年已經購買的eX5服務器也將擁有同樣的EXA級聯擴展能力，具體事項可以咨詢當地IBM eX5服務提供商。
#p#
級聯擴展
級聯擴展是eX5服務器一個重要的特性，可謂全球獨一家，它通過QPI可以巧妙的將一臺雙插槽服務器變成4插槽服務器（x3690X5），或是將一臺4插槽服務器變成8插槽服務器（x3850X5）。注意，變身之后的x3690X5與x3850X5仍然是一臺服務器，而不是兩臺服務器的集群。這種能力對于滿足客戶不斷增長的業務需求極為有用，它可以讓用戶平滑的、按需的使用自己的采購預算。而在設計規格中，除了QPI，還可以通過MAX5內存擴展性能優化中心上的IBM獨家研制的EXA芯片進行級聯，這樣在保留平滑擴展的優勢同時，還帶來了MAX5的內存擴展的優勢，不過這個技術是通過IBM自己的EXA總線而非QPI來完成。在2010年發布eX5服務器時，IBM當時強調EXA級聯擴展還不可用，預計要到2010年晚些時候，現如今這一功能終于實現，用戶可以真正享受海量內存+級聯擴展所帶來的優勢了。而且，新一代eX5所采用的DIMM的***容量也將提高一倍（機架機型可支持32GB的DIMM，刀片機型由于DIMM的高度限制，支持16GB的DIMM），當采用32GB DIMM時，兩臺x3850X5+MAX5的級聯將為用戶提供8插槽E7與6TB內存的應用平臺，比其他8插槽平臺足足多出了2TB的內存空間。
需要指出的是，為了保證級聯的性能不受損失，IBM還在獨自開發了XceL4v動態服務器緩存。當一臺eX5服務器（一個節點）連接MAX5內存擴展性能優化中心時，并不會產生這一緩存，而當兩個節點+MAX5級聯后，就會在主機內存中生成256MB的L4緩存，有于兩個節點進程間的通信，以保證數據的同步。如果是兩機級聯，則總共有512MB的L4緩存 ，而這占用的緩存并不會使性能受到損失，相反在級聯模式下，它將有效的提高距離較遠CPU間的數據傳輸，使性能看上去就像是單機箱的服務器。
#p#
在存儲一項中，我們可以看到eXFlash極速套件中，原來的50GB的SLC SSD換成了50GB的MLC和200GB的MLC SSD。隨著NAND閃存的進步，MLC的性能與壽命也已經得到了全面的進步，因此對于這種改變，無需大驚小怪，而200GB的容量，對于1.8英寸SLC設計的SSD，顯然是很難達到的。因此全面換用高性能的MLC SSD，在保證應用容量、性能的同時，也將使得采購成本得以下降，對于用戶來說是一種雙贏的改進。
新一代eX5服務器加入了PCIe SSD卡的選項，IBM稱之為IBM High IOPS SSD PCIe（從圖中可以看出是OEM自著名的PCIe SSD廠商——FUSION-IO公司）
另外，IBM在新一代eX5服務器上，為有更高性能需求的用戶準備了業界***性能等級的，采用PCIe接口的SSD可選配置，其***640GB的容量以及足矣替代上千塊SAS硬盤所組成的陣列的，高達200000 IOPS（320GB和160GB的型號為100000 IOPS）的性能，為eX5服務器提供了當前業界***的IO性能。
#p#
IBM的Memory ProteXion技術提供了比同級E7服務器更高的內存容錯能力
在提高可靠性方面，IBM在其EXA芯片上采用了Memory ProteXion技術，它是一個巧妙的內存冗余技術。傳統的ECC內存采用72bit數據，其中用戶數據為64bit，但事實上ECC只需要6bit的空間即，所以還剩余2bit，Memory ProteXion就是利用了這2bit的空間提供了內存的冗余數據位。當在每天進行的內存清理（Memory Scrubbing，也是IBM的一項內存檢測技術）測試中，若發現某一數據位已失效，那么Memory ProteXion就會重新調整數據的存儲路徑至冗余的數據位。
Memory ProteXion是IBM在EXA主控芯片方面一個重要功能，這也使其MAX5內存擴展性能優化中心獲得了高可靠性的保證。需要強調的是，Memory ProteXion技術并不是ChipKill，后者是一種高級的ECC數據寫入策略，它將ECC的單位從一個芯片擴展至一個物理Bank，即跨越多個芯片來做總體的ECC，就像RAID5陣列那樣，一顆芯片（相當于陣列中的一塊硬盤）出問題后，仍然可以依靠其他芯片上的數據工作，就相當于把那顆塊芯片“殺死”一樣。MAX5擴展器同時支持ChipKill與Memory ProteXion，以及其他的高級內存容錯功能（如內存備用、內存鏡像等），從而在可靠性方面有著充分的保證。比如實現雙內存芯片失效保護功能（這是英特爾在安騰處理器上才提供的RAS功能），因為ChipKill可以保證其中一顆芯片失效無礙，而Memory ProteXion則可以保證另一顆芯片的地址位失效也沒有問題。但是，由于服務器內的內存聽命于處理器上的內存控制器，而E7與至強7500并不支持Memory ProteXion，所以eX5服務器本地內存并不具備數據位冗余保護的功能。
#p#
最終價值體現
當我們了解了eX5的種種關鍵特性之后，就能明顯的看到其對當前企業級關鍵業務應用的貢獻。全球信息化處理的最終的結果，其實都體現在數據上，而對于數據的檢索與讀取也將是一個越來越繁重的基礎性操作。當數據積累得越來越多，數據庫日益龐大之后，用戶（也可以說是應用）對數據反應的速度的要求與基礎平臺執行速度之間的矛盾也日益突出，也因此硬件廠商與應用廠商都不約而同的尋找著***的思路。
目前在企業IT應用中，來源于底層的瓶徑已經對最終的應用效率與性能產生了越來越多的制約
縱觀當前的企業IT應用環境，處理器性能提供的性能已經明顯超過了外圍數據I/O與內存空間所提供的支持，瓶徑也就此產生，而當我們將要邁向云計算時代的時候，就會發現隨著應用的集中、數據的集中，在關鍵業務環境中，需求（處理器）與供給（外圍組件）的矛盾絕對是不減反増，因此打破這一瓶徑已經是必經之路，但怎么打破呢？基于工業標準化設計的x86處理器平臺，在迎來點對點互聯與內存控制器集成架構之后，留給廠商自由發揮的空間已經確實不多了，然而這也更好的反襯出了IBM的eX5服務器差異化設計的驚艷之處。
eX5服務器帶來客戶的最終價值可以體現在三個方面，即由MAX5帶來的強大的內存擴展能力，在為用戶（應用）提供海量內存的同時也節省了用戶的開支（不用為了擴展內存而再去增加處理器）；由高速的eXFlash SSD所帶來的高速IOPS的響應能力，保證了IO效率；由獨特的級聯擴展能力所帶來的平滑可擴展的優勢，我們可以看到這三項均有效的緩解了上面所提到的瓶徑，從而為企業級關鍵應用提供了強大而廣闊的馳騁空間。
#p#
與HANA的集成方案
無獨有偶，在應用層面，廠商也在考慮如何通過自身的設計來將性能***化。從帶寬和響應能力上，當今***大的數據存取設備無疑就是內存，那么如果將內存虛擬為一個磁盤，并在此基礎上運行應用呢？即將盡可能的關聯數據都放在內存中，以保證***的響應性能。對于這種技術，肯定會有不少說早已經有了，比如DOS時代的RAMDISK，不過那只是一個簡單的虛擬盤的應用，并沒有與應用進行緊密的結合，而且完全沒有應對服務器群集的解決方案。不過，現在這種“內存計算（In-Memory Computing）”理念終于在企業級應用中實現了，***個成果就是來自SAP公司的高性能分析應用（HANA，High-Performance Analytic Appliance），通過上面的簡單的原理介紹，我們很容易看出HANA對服務器的需求——內存容量以及能與內存速度相匹配的IO能力，也因此，IBM宣布其eX5服務器為業界唯一通過SAP認證的HANA機型也就不足為奇了，我想這也算是一個“英雄所見略同”在IT應用與硬件結合中的典型吧。
eX5服務器與HANA的集成方案，提供了單機、級聯和集群的多種選擇
目前，在eX5服務器家族中，只有x3690X5與x3950X5（3950X5是在3850X5基礎上針對部分應用進行定制優化的型號）兩款服務器納入到了HANA合作計劃中，之所以沒有考慮HX5，是因為HX5在存儲性能上還無法與采用8枚1.8英寸eXFlash SSD聯裝套件的機架服務器相比（x3950X5可以配置兩個eXFlash套件共16塊SSD，x3690X5可達3個，共24塊SSD，此外4U的高度也為x3950X5做好了支持性能更強大的PCIe SSD的準備），所以恐怕在IO方面無法與恐怖的內存計算的需求相匹配。但IBM表示，將會根據客戶的需求來考慮未來的機型配置，如果有強烈的市場需求，不排除會在HX5上加入HANA合作計劃。
HANA合作計劃中的5大主力eX5機型，注意其內存與存儲方面的配置
HANA合作機型中，上文提到的IBM High IOPS SSD PCIe卡標配，但由于是標高PCIe插卡形式，所以在刀片和2U高度的x3690X5上無法使用。在內存容量方面，均只使用了CPU一半的DIMM數量（每個內存通道上插兩個DIMM），以方便用戶日后進行擴展。而在DIMM容量上，都是16GB，IBM表示這是因為考慮到日后對內存容量和一DIMM一致性的需要，如果采用8GB DIMM將明顯限制最終的擴展容量，而32GB DIMM現在價格還是太貴。
綜上所述，面對共同的性能追求，我們相信越來越多的應用將在通過基礎硬件平臺內存與IO方面的重要改進而獲益的同時，相關的應用廠商也會關注到這一趨勢的變化而有針對性的優化他們的產品與解決方案，最終將為用戶帶來更***的體驗，而eX5服務器憑借著其獨特的設計，無疑將在一趨勢中愈加耀眼，并將推動這一潮流讓更多的用戶享受到更佳的應用性能，就讓我們靜觀在2011年，x86關鍵業務應用市場將會有怎樣的改變吧！x86服務器技術革命 IBM eX5架構揭秘
【編輯推薦】
