中国IT实验室03月23日 消息：2007年用户可以得到的服务器的技术发展趋势可用8个关键词形容: “多核、刀片、节能、效用、监控管理、HPC标准、可重构、流式结构”，其中一项是基础技术、五项是产品技术、两项是新型技术。

    效能（productivity）是在相当长的时期内影响服务器技术走向的核心要素，它以用户的投入和有效产出比为衡量标准，比以前的核心要素——性能、总拥有成本、效率都更加科学和符合用户利益。我们总结出的2007年用户可以得到的服务器的技术发展趋势可用8个关键词来形容： “多核、刀片、节能、效用、监控管理、HPC标准、可重构、流式结构”，按前后顺序，其中一项是基础技术、五项是产品技术、二项是新型技术，在这里与业内人士共享。

    一、多核成为服务器处理器的主旋律

    当桌面应用还在为多核时代的迅速到来而不知所措，厂商和用户都匆匆忙忙地寻找能有效利用四个以上CPU核的杀手锏应用的时候，服务器由于天生的并行性已经在充分享用多核大餐了。Intel Xeon Clovertown四核芯片提前上市，随后的Intel Xeon Tigerton 、AMD Barcelona、Intel Dunnington等众多四核、八核服务器CPU即将在2007年登场亮相，Intel新年伊始就迫不及待而兴奋地宣传它的80核芯片，Sun公司的Rock多核CPU、IBM的下一代通用Cell也跃跃欲动，都揭示着服务器处理器技术发展的主旋律是多核。多核也使得以前需要32颗CPU的小型机应用的门槛进一步降低，国产品牌服务器用于核心业务的机会大大增加了。除了同构多核外，以IBM Cell为典型代表的由一个或数个通用处理器核和数量较多的协处理器核组成的异构多核芯片，也开始进入成熟应用。2007年，伴随编译器技术、代码优化分析工具、编程语言的不断完善，相关HT、FSB总线接口的开放，多核及异构多核必将成为服务器处理器技术的主流。

    二、刀片式服务器步入泛应用期

    刀片式服务器技术已经进入成熟期，虽然配置上7U、10U或19U、双核或四核、双路或四路、AMD Opteron或Intel Xeon，使服务器显得更多种多样，但在技术进步上集中于以下几个方面： 第一，更为灵活有效的远程监控，如KVM over IP、远程部件上下电管理； 第二，更智能的系统管理，如动态功率管理、智能冷却管理； 第三，更简单易用的维护手段，如集成共享的USB设备、虚拟USB设备的远程连接、远程系统部署； 第四，更高程度的部件耦合，如存储、交换、KVM部件都能融合在刀片服务器内； 第五，更灵活的扩展度，如支持I/O扩展和网络扩展。刀片式服务器已广泛应用于电信、金融、教育、企业数据中心等诸多核心业务领域。“谁家玉笛暗飞声，散入春风满洛城”， 刀片式服务器泛应用期将在2007年拉开帷幕。

    三、服务器节能技术趋于成熟

    能耗和散热的限制是发展多核技术的初始动机，节能逐渐成为了服务器技术的关键词，在2007年服务器节能技术将趋于成熟。在芯片级的节能技术方面，如Intel 的 EIST、AMD 的PowerNow！、IBM的高热传导界面芯片冷却技术的基础之上，服务器将融合系统级节能技术，如提高电源使用效率； 基于负载情况动态调整节点状态； 根据不同用户进程能耗的不同进行CPU任务队列的调度，将一些产生较多热量的任务从温度较高的CPU上迁移到温度较低的CPU上； 液体冷却、智能温控风扇等基础架构技术，从而提供从芯片到服务器系统架构全方位、自适应的节能管理。

    四、效用服务器浮出水面

    效用（utility）是借用了水、电等生活基础设施的供给模式的一种新型信息资源应用模式，效用服务器的理念就是对服务器及其附属资源集中管理、虚拟化供给，按照用户的需求动态地提供服务。虚拟化技术是效用服务器的核心技术之一，相应的产品众多，如IBM 虚拟计算引擎VE，HP 虚拟服务器环境VSE，VMware、Xen等虚拟机产品，Egenera、Opsware公司虚拟资源管理产品，BEA WebLogic、CA等虚拟应用服务器，EMC等存储虚拟化产品。此外，自适应作业调度、负载均衡等技术也为2007年效用服务器的出台打下坚实的基础。基于计算能力、存储能力、I/O能力、及其他全局物理资源的虚拟化，效用服务器可望满足未来信息服务的扁平化趋势，为用户提供按需服务。

    五、服务器监控管理大融合

    当前不同服务器厂商均提供独立的服务器监控管理工具，如IBM Tivoli、HP Openview、Dell OpenManage、曙光DCMM II，由此在企业的数据中心中无法统一地对不同厂商的服务器进行监控、管理、报警、配置。2007年，服务器监控管理大融合将成为趋势。一方面，要实现KVM监控、性能监控、安全监控、告警监控、角色管理和权限认证的统一和融合，另一方面，要克服广域网的地域性和数据资源的局部性，为系统管理员提供基于层次结构的全局资源统一视图。这种监控管理的大融合要具备可扩展性、集成性、可靠性和易用性，基于统一的集中式监控管理平台，提供对不同品牌服务器的服务器监控管理工具的集成接口，从而实现同时对各类服务器进行全局资源监控和管理。

    六、高性能计算机标准加速研制

    高性能计算机技术经历了SMP、MPP、Cluster等体系结构的发展，当前正处在技术成熟期，以刀片式机群为最新代表的各种高性能计算机产品正活跃在日益广阔的应用舞台上。高性能计算机的新技术正处在爆发的前夜，我们相信在2008年将会出现在一些创新产品中。高性能计算机已经完成了从贵族化到平民化的过程，要从平民化发展到普及化，则依赖于高性能计算机标准的建立和降低成本、易管易用技术的发展。因此，加快高性能计算机标准的研制，从应用的制高点把握未来高性能计算机的发展已成为各个服务器厂商心照不宣的秘密。无论是IBM和Intel的BladeCenter联盟、HP和DELL的企业高性能计算机标准规范，还是中国高性能计算机标准委员会，都让我们闻到了2007年高性能计算机领域标准比拼的十足火药味，我们将拭目以待！

    七、可重构计算显露身手

    每当以所有应用为目标的通用计算遇到巨大瓶颈时，面向特定应用的专用计算，或根据应用特性的不同能够自我调节计算模型的可重构计算，就有了市场。面向特定应用的专用计算平台包括，以多媒体应用为目标的IBM Cell，以科学计算应用为目标的向量处理器，以大规模并行应用为目标的ClearSpeed、IBM等公司的“众核”（many-core）处理器。可重构计算能够以较低的硬件复杂度实现指令、数据及线程级的并行，并且可以按需而变，FPGA（现场可编程门阵列）的发展为这一技术路线提供了强有力的支撑。当前，虽然基于FPGA的可重构计算的广泛应用尚存在应用面窄、需要进一步提升不同算法硬件实现效率、编程工具缺乏等诸多问题，但随着不断提升的FPGA硅晶体尺寸和速度、编译技术的不断改进、AMD Torenza 协处理平台的推动、Intel前端总线系统架构的开放等有利因素的出现，可重构计算在计算密集型应用中具有较大的性能/功耗、性能/价格优势。2007年我们期待在IBM、SUN、Cray、Mitrionics、Celoxic等公司的推波助澜下，基于可重构计算的高性能计算机能有更加成熟的应用，并能抓住最好的应用时机。

    八、流式结构来日方长

    多核技术使得摩尔定律能够继续下去，但是进一步加剧了存储壁垒（memory wall），流式结构（streaming computing）是多核技术一种形式，通过让数据在计算部件之间流动，减少与存储器之间的数据交换，可以有效地提升高性能计算机系统的计算/通信比。过去几年，流式结构的高性能计算机在生命科学、地震模拟、商业计算等领域都有着可圈可点的成功应用。AMD基于CTM接口的流式处理器的发布，以及GraphStream公司、Rackable Systems公司、PANTA Systems公司基于流式结构的服务器的出炉，让我们有充分理由相信在2007年流式结构在科学计算、商业计算以及信息服务中将有着更为广泛的应用空间。岁月悠悠，流式结构来日方长。（作者单位：中国科学院计算技术研究所）

    作者简介

    孙凝晖，现任国家智能计算机研究开发中心主任，研究员，博士生导师。

    自1992年以来一直从事高性能计算机的科研工作。参加曙光一号SMP系统、曙光1000MPP系统、曙光2000-I、曙光2000—II，曙光3000 、曙光4000-L，曙光4000-A机群系统等高性能计算机的研制工作，从曙光2000—II开始担任项目负责人和曙光高性能计算机的总体设计师。

    因曙光一号，获国家科技进步二等奖；曙光1000，国家科技进步一等奖；曙光2000，国家科技进步二等奖；曙光3000，国家科技进步二等奖。2001年起享受国务院政府特殊津贴。

    x86架构挑战传统小型机

    x86架构处理器的发展、Linux、Open Solaris、Windows等操作系统对8～32路x86架构SMP服务器的进一步支持（尤其是在可靠性、稳定性等方面的进一步提升）以及中间件技术和企业大型应用的平台无关性趋势日益明显，2007年，基于开放和标准的64位x86架构多路SMP服务器，将能够在信息化建设的关键应用领域挑战传统小型机，这有望实现低成本的信息化。

    虚拟技术蓄势待发

    虚拟化技术改变了原有的主机系统资源利用率低的问题，它能够把服务器分成几个分区，同时运行几个不同的操作系统和应用程序，从而更充分地发挥服务器的性能。纵观这个领域的发展，微软的Virtual Server、Vmware的Vmware ESX Server、Xensource的Xen、IBM的Hypervisor技术、英特尔的Vanderpool和Silvervale、AMD的Pacifica、Sun的Solaris Zone、HP的三层虚拟化规范等一系列虚拟化技术和产品，使业界有理由相信虚拟化技术在2007年将在系统、网络及应用级全面发展，带来更高性能的部件及系统级利用率，带来具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器应用环境，以及更为简洁、统一的服务器资源分配管理模式。

    “Fully-buffer DIMM” VS “DDR2”

    对于DDR2内存，大家已经不再陌生，2006年AMD在其Socket F系列CPU内集成了支持DDR2内存控制器。从目前的实测数据来看，其性能提升还是很明显的，内存带宽大概是DDR的两倍。Intel双核平台将全部支持Fully-buffer DIMM（简称FBD）内存，它是一种串行传输技术，可以提升内存的容量和传输带宽。而DDR2因为并行传输中短线连接的匹配问题，在支持高速内存时存在着限制。由于串行的使用，所需连线减少，从而简化了主板的布线和PCB的层数。然而，FBD内存的所有串行传输控制都是通过内存中间的一颗AMB（高速内存缓冲）芯片控制的，平均一条内存的功耗在15W左右，而FBD的内存带宽是和环境温度密切相关的。功耗和散热对FBD来说是一个严峻考验，如果这两个问题不能彻底解决，FBD理论上的高带宽和高容量是无法实现的。

    Serial attached SCSI（SAS）技术会更好

    硬盘的发展趋势是存储容量和性能逐步提高，价格却不断下降。SAS正是这一市场趋势的产物。据估计，再过两到四年，目前的并行SCSI硬盘将会彻底被SAS硬盘取代。目前使用的并行SCSI技术会随着硬盘数目的增加，出现带宽拥堵和硬盘访问失败的现象。且一根SCSI线上最多连接15块硬盘。而SAS因为采用了串行点对点技术，不会出现共享带宽而带来的瓶颈，通过连接扩展器，SAS控制器可以连接出16256个设备。目前SAS的接口速率为3Gb/s，不久会出现6Gb和12Gb的接口。由于SAS接口可以兼容SAS硬盘和SATA硬盘，对于用户来说可以有更多的选择，针对高性能、高吞吐量的应用，可使用SAS硬盘； 而对于性能要求不高，需要控制成本的应用则可以选择SATA硬盘。在即将发布的AMD和Intel双核平台上，都提供了对于SATA和SAS的支持，对于用户来说是一个好消息。