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16路、32路还是64路?真的是越高越好吗?

?【IT168 评论】近年来,低成本、高效率、灵活易扩展,并且拥有标准化优势的X86服务器快速崛起,不断蚕食传统小型机服务器的既有领地。然而,由于X86服务器在部分性能上存在短板,能否全面替代小型机,业界一直争论不断。尤其是在关键业务领域,超高的可靠性要求,让用户在做替换决策时更加审慎。

  但笔者认为,在数据库、ERP、内存计算等关键业务中,Scale­up服务器仍旧是比Scale­out服务器更好的选择,通过服务器资源Scale­up的方式能够有效满足业务性能的要求,更重要的是开发运维方面要简单得多。

  企业需要Scale­up服务器来运行OLTP数据库、ERP等关键业务,这种状况在未来几年内都不会被改变,而这也是为什么从IBM、HPE到华为,从16路RISC到32路x86等Scale­up服务器不断上市、演进的原因。但是,企业到底需要多少路的Scale­up服务器?16路、32路还是64路?真的是越高越好吗?本文尝试从传统小型机市场格局和Scale­up服务器的产品性能来探讨这个话题。

  关键业务领域都有哪些玩家?市场格局如何?

  前不久,于德国汉诺威举办的CeBIT 2016上,华为正式发布了全球首款32路开放架构小型机KunLun 9032。为什么是32路,而不是16路或64路?我们先从8路及8路以上RISC小型机市场来找找答案。

  IDC报告显示,全球Unix服务器在2017年的销售收入将下降至87亿美元,小型机占全球服务器市场的份额将不足10%。不能否认,RISC小型机曾经的光鲜不再,下滑趋势明显。但这并不意味着市场并不需要小型机,在数据库、ERP等关键业务中,Scale­up小型机仍旧是比Scale­out服务器更好的选择。

  关键业务客户的要求正在变得越来越苛刻。一方面,他们需要小型机的高RAS、高性能、高扩展性等硬指标,另一方面,他们也需要x86的开放、更低的采购和维护成本。那么,这两者如何平衡?市场的需求催生了x86小型机这一新的产物,这是小型机再度进化的结果。

  笔者根据最新的Gartner 2015年Q4的全球服务器发货量报告,统计了RISC小型机标杆IBMPOWER的发货数据,结论是:

  8S+RISC小型机近5年来整体发货量趋于平稳,并没有出现显着下降趋势,说明市场需求稳定存在,区别的是,32路RISC服务器发货量显着减少,而16路显示出增长趋势,8路则维持在年均发货6000台左右。如图1所示:

  图1:2011年­2015年8路以上RISC服务器全球发货量统计

  2015年度,8S+ RISC服务器发货量主要以8路为主占据94.56%比重,16路持续增长2015年发货量占比达到4.45%,而32S RISC服务器发货量占比不足1%。如图2所示:

  图2:2015年8S+ RISC小型机发货量占比统计

  与此同时, IBM POWER最新的E880小型机只支持扩展到16路,而不像上一代的POWER 795支持最大32路;

  IBM、HPE和华为KunLun等POWER或x86小型机的单机最大计算资源对比如下表所示:

  综上可以认为:

  市场对于8路以上Scale­up服务器的需求是稳定存在的,按RISC和x86架构,单机计算资源最丰富的分别是IBM的E880小型机(最大支持16路POWER 8处理器)和华为KunLun 9032(最大支持32路x86 E7 v3/v4处理器);

  IBM POWER小型机和华为KunLun开放架构小型机显示出微妙的对应关系,按照当前RISC to IA业界普遍采用的1:2原则,KunLun9032产品定位对标POWER 780/795和最新的E880系列。

  用实测说话:32路x86小型机性能是否过关?

  而在客户侧,以金融行业OLTP数据库为例,核心交易系统是OLTP业务最多的某国内四大行之一。

  首先来看一组第三方的性能数据,SPECint和SPECfp分别衡量整型和浮点的计算性能,根据SPEC的公开数据,各单机计算性能对比如下:

  图3:SPECint和SPECfp测试值对比

  从图3可以看出,华为KunLun 9032的整型和浮点计算性能分别是IBM E880的1.4倍和1.52倍;那么,真实业务场景下KunLun 9032性能到底如何?

  我们都知道双11创下全球奇迹,对于银行来讲双11则是考验核心交易系统的年度大考之一,从IT角度解析,双11的线上支付流程实际上由两类交易组成:在线授权和后台清算,为了简化流程提升交易量,银行后台清算统一采用定时结算的方式,可以事后慢慢来,而授权实时性高,所见即所得。所以授权验证通过后,交易流程就完成了,而对于后台清算,并不包含在实时交易流程里面。就算流程已简化,某全球Top银行的核心交易系统也需要将TPS峰值提升至10000左右以保障成功交易(这个数据已经非常可观了,超过了VISA的TPS能力。实际上大部分的在线支付在支付宝充值账户内部即完成了,不需要经过银行交易系统)。

  以银行交易系统10000TPS为参考,根据华为介绍,KunLun 9032以128核、4TB内存的配置运行DB 2单实例,按照某金融客户全业务场景测试TPS高达21000,此时CPU占有率也只有40%,而且据称该测试流程比双11要复杂,包括三方的授权验证和后台结算。

  由此可以认为:KunLun 9032单机性能可以满足企业现在及未来数据库OLTP应用需求。

  拒绝给64路戴上“高大上”的帽子

  大多数人会认为,处理器数量越多,计算性能越高,稳定性越好,其实不然。技术发展趋势是通过提升CPU物理核数量而不是CPU数量来提升性能。32路Scale­up服务器足以满足企业关键业务对计算资源和性能的需求。

  单颗CPU集成的物理核越来越多,IBM E880的POWER 8处理器物理核从上一代的8核提升至12核,E880虽然最大只支持16路但是性能比32路的POWER 795不降反升。而Inte Xeon E7 v4的核心数量也将从18核提升至24,单颗CPU性能增长达40%;

  NUMA(非一致性内存访问)架构的扩展效率并非是线性的,随着CPU互联数目越来越多,系统损耗将越来越大,超过32路以后,大大降低了投资回报率。

  综上所述,笔者认为并不是处理器数量越多,越能体现其高价值,企业中的应用环境和特殊需求,导致产品形态的多样化,如何选择16路、32路还是64路的产品要结合企业实际需求而决定。

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