伴随着互联网的迅猛发展,越来越多的中小企业创建了基于Internet的系统,以及开展电子商务等业务,从而促进了其网络应用从文档、打印和数据访问等向着企业关键任务应用的发展,这样就促使其对计算平台——服务器有了全新的要求。
与此同时,随着芯片多核技术的发展,现在采用多核处理器的服务器的性能,已经相当于数台甚至数十台早先单核服务器。在这样的状况下,一向注重少花钱、多办事的中小企业对如何充分利用服务器的计算能力就非常重视。于是,像虚拟化等前沿的技术,中小企业反倒成为了勇于吃“螃蟹”者。
虚拟化星火燎原
据微软去年对5个国家600多个微软小型企业专家的调查,微软发布了一项中小企业面临的业务挑战和技术偏好的相关报告。首个“微软中小企业调查报告”将虚拟化、IT整合、业务智能化、SaaS以及远程工作人员的支持,确定为中小企业优先考虑投资的技术。
来自Forrester的调查报告同样显示,在接受调查的中小企业当中,大约36%的x86服务器操作系统实例采用了虚拟化,而大企业采用虚拟化的操作系统实例只有31%。
Forrester统计了2600家美国及欧洲企业中技术决策者的意见,其议题主要是关于大中小企业对新兴硬件趋势的看法。在接受Forrester公司调查的企业当中,规模较小的公司,27%的中小企业在实施应用程序虚拟化,18%计划这么做,而18%表示自己对这项技术没有兴趣。而在未来两年内,54%的大企业受访者表示将应用虚拟化操作系统,61%的中小企业受访者也期待使用虚拟化操作系统。
虽然以上两则数据更多的是来自于国外企业的调查,但这种趋势势必很快会蔓延到国内的中小企业用户中。毕竟,在能力允许的范围内,让一台服务器干2份甚至多份活,是任何一家企业都愿意接受的。
平台的两难选择
计世咨询在最新的报告中将中国虚拟化市场发展分为三个阶段:2010年前为导入阶段,2010~2015年为成长阶段,大约在2015年就进入了成熟阶段。而从技术应用的角度,计世咨询认为虚拟化也可以分为三个阶段:第一个是虚拟化1.0,这个阶段以服务器整合为目的,主要的目标就是节省运营成本。第二个是虚拟化2.0,在这个阶段更加强调计算资源的动态分布,把灵活高效管理作为一种诉求。虚拟化的第三个阶段是虚拟化3.0时代,其主要的特征是企业云计算,追求资源的可扩展性,以投资回报作为考量的目标。虚拟化的不同阶段,目标不一样,所采用方法也不同。
以虚拟化1.0为例,主要目标在于整合。既可以通过现有服务器进行整合,也可以通过购买新的服务器对旧有的系统进行整合。通常而言,x86服务器的生命周期在5年左右,超过这个年限,一方面设备接近淘汰,另外一方面零部件在市场也已经难以寻找。因此服务器需要进行更新换代,以保证系统应用的稳定性和可靠性。
服务器系统进行整合需要考虑处理器、内存、I/O和网络等,当然核心是处理器平台,也即新的服务器能承担原来一台甚至数台服务器的任务。在整合过程中,中小企业和大型企业也有着很大的不同。中小企业一般选购的是人门或者部门级的服务器,服务器的性能和中小企业的应用特性,决定了中小企业一般只会进行3或者4比1的整合。
数据还显示,目前中小企业采购的服务器绝大多数是x86服务器。现在的x86市场上,英特尔至强处理器占据了大部分市场,而AMD则通过皓龙顽强地坚守着属于自己的一块领地。
特别是今年以来,英特尔发布了针对双路服务器市场的32纳米6核至强5600和针对4路及以上的至强7500处理器,以期进一步扩大领先优势。两款处理器平台除了在性能和节能性方面有很大的提升外,还针对虚拟化进行了优化。
有鉴于中小企业采购服务器以单路或双路为主,因此本文不讨论至强7500的选择问题,主要是探讨至强5600及其上一代产品至强5500哪个更适合中小企业虚拟化之用。
至强5500 PK 至强5600
虚拟技术对决
由于至强5600和至强5500采用了相同的Nehalem架构,且发布相差仅一年,因此两者在支持的虚拟化技术方面并没有太大的差别。它们都采用了增强型英特尔虚拟化技术。这是一系列的技术特性,也是英特尔智能计算理念中“可扩展”的重要体现,它融合了针对处理器的VT-x、针对芯片组的VT-d和针对网络连接组件的VT-c技术,可确保服务器平台上的多个虚拟机直接访问和充分利用系统的计算、I/O、存储和网络资源,并实现灵活的迁移和高效便携的管理。
从更加通俗的角度来讲,应用了增强型英特尔虚拟化技术的服务器,就实现了计算资源的透明化和灵活调配,它就如同一个工作效率非常高的银行服务台,其每个窗口都可以充分利用整个银行的资源,为一个用户或一系列的用户提供最好的服务,一旦某个窗口的工作压力太大或出现了问题,那么其他窗口的资源都可以被调过来支援它,或者是将它已经无法顺利推进的工作接手过去。
以针对处理器的VT-x技术为例,它包括了英特尔VT FlexPriority——当处理器执行任务时,往往会收到需要注意的其它设备或应用发出的请求或“中断”命令。为了最大程度减少对性能的影响,处理器内的一个专用寄存器(APIC任务优先级寄存器,或 TPR)将对任务优先级进行监控。
如此一来,只有优先级高于当前运行任务的中断才会被及时关注;英特尔虚拟化灵活迁移技术(Intel VT FlexMigration)——虚拟化的一个重要优势是能够在无需停机的情况下,将运行中的应用在物理服务器之间进行迁移。
英特尔虚拟化灵活迁移技术旨在实现基于英特尔处理器的当前服务器与未来服务器之间的无缝迁移,即使新的系统可能包括增强的指令集也不例外。借助此项技术,管理程序能够在迁移池内的所有服务器中建立一套一致的指令,实现工作负载的无缝迁移。这便生成了可在多代硬件中无缝运行的更加灵活、统一的服务器资源池。
性能比拚
说完了各自的虚拟化特性,双方是各有特色,不分伯仲。最后,我们还是让数据来说话,因为事实胜于雄辩。
至强5600工艺进步到32nm,采用了第二代High-K金属栅晶体管技术。与第一代的45nm技术相比,32nm技术将高K电介质的氧化层从1.0nm缩短到0.9nm,栅极长度所见到30nm左右,这让晶体管的性能提高了22%以上。此外,在32nm技术中漏电电流也得到了优化,与45纳米制程相比,NMOS晶体管的漏电量减少5倍多,PMOS晶体管的漏电量则减少10倍以上,由于上述改进,32nm技术让处理器电路的尺寸和性能均可得到显著优化。
换句话说,制程工艺的进步让至强5600芯片面积更小(240平方毫米,至强5500为263平方毫米),可以集成更多的晶体管(11.7亿个,至强5500为7.31亿个),可以集成更多的计算核心(最多6个,至强5500最多4个),可以集成更大的片上缓存(全线集成12MB L3缓存,至强5500为最大8MB)。
同时,核心数量和缓存的增加对至强5600性能上的推进还是比较明显的,英特尔提供了一些技术计算和通用计算环境的对比测试结果,对比平台为X5680和X5570,综合来看,性能提升在50%以上。
英特尔的资料还显示,以VMmark测试程序为统一的测试平台,观察X5680和X5570的虚拟化表现。
VMware的VMmark测试程序以节片为负载单位,一个节片内含6个工作负载,等效为6个虚拟机。VMware用这6个虚拟机分别模拟常见的应用,它们分别是Web服务器、文件服务器、邮件服务器、数据库服务器、Java服务器以及一个空闲的虚拟机。这6个虚拟机同时工作,VMmark测试总体的应用水平,分值越大代表虚拟化性能越高。
VMwark的原理在于,只要服务器的性能有节余就增加节片,如果此时节片内的虚拟机性能没有降低,总体性能得分就会提高,但如果增加节片后,虚拟机性能下降,那总体得分也就下降,所以VMmark就截取最高分,即服务器虚拟化的最大极限,并注明此时的节片数量。
测试对比的是至强X5680和至强X5570。测试结果是同样采用双路配置,至强X5680可达26节片,得分为35.83;至强X5570可达17节片,得分为25.6分。
Anandtech网站的虚拟化性能测试结果与VMmark的结果相当。Anandtech网站采用自己的vAPUS软件进行测试,测试时它建立两个节片,每个节片运行4个虚拟机,分别是一个SQL 2008 64bit版+Windows 2008 64-bit系统,采用vApus进行负载测试(占用4个虚拟CPU);两个重负载的MCS eFMS门户在Windows 2003 R2上运行PHP与IIS, 采用vApus进行负载测试(每个占用2个虚拟CPU);一个OLTP数据库,基于Oracle 10G Calling Circle基准测试(占用4个虚拟CPU)。总共有8个虚拟机,共24个虚拟CPU,分别运行在VMware的ESX平台和微软的Hyper-V平台。结果可以看出来,至强X5670的虚拟化性能的确比至强X5570高(至强X5670得分为549,至强X5570为456)。
总的来说,至强X5570在虚拟化性能上不如至强X5680,但至强X5570具有价格方面的优势,关键是看企业如何来选择。
此外,由于两者的插槽相同,因此升级起来也非常平滑和简单。只要简单的五步,也即打开服务器机箱,取下安装在至强5500上的散热器;取出安装在服务器上的至强5500处理器;在服务器上安装至强5600处理器(须确定服务器主板BIOS已更新至合适的版本);在安装好的至强5600处理器上涂抹散热硅脂;在安装好的至强5600处理器上装回散热器,就能实现从至强5500到至强5600的升级。
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