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20载变革不已,以塑合架构谱写刀片服务器技术演进史

不经意间,刀片服务器已经推出了20年。

20年对于曾经年轻的少年也许只是弹指一挥间,也许留下的痕迹只是日益加大的腰围和逐渐减少的发量。但是对于IT产业来说,20年是一个非常“漫长”的过程,比如我们每天都在用的美团、滴滴、拼多多都只是最近10年内的产物,甚至包括BAT这样的互联网巨头,也不过就是“20岁出头”。从这一点来看,刀片服务器能够在大浪淘沙的产业界持续奋战了20年,也足以证明自身的价值。

提到刀片服务器,许多人的第一印象就是“高大上”。的确,相对于我们日常见到的塔式或者机架服务器,刀片的“高密度、高可用”的特性过于明显,无论是在外形还是在内涵上都与我们常见的服务器大相径庭。也正因为定位和应用场景的差异化,刀片服务器一直引领着高端市场,也成为了金融、通信等应用的首选平台之一。但你可能不知道,如今刀片服务器的定位,已经与设计初衷大相径庭。

高并发低能耗,刀片服务器的“前世”

上世纪的90年代,IT产业迎来了高速发展,而那时候的服务器还一直都是主机的天下。众所周知,主机的解决思路是“分久必合”,用一套系统解决众多的应用场景和计算需求。但是在2000年左右,市场已经出现了许多不同的声音,越来越多的非主机平台也让整个产业觉得是否能够采用一种“合久必分”的方式——通过众多的低能耗产品构建服务器集群,从而代替主机的效用。

很快这个思路就迎来了第一名实践者——RLX Technologies。如今许多人都没听过这个名字,但不可否认的是,RLX是第一个提出刀片服务器的概念并将其付诸于实践的。为此,RLX设计出了一款名为System 324的刀片服务器,可以在标准42U机箱中集成324个CPU(标准是84个CPU)。但是为了支持如此高的计算密集度,设计者不得不在单个CPU的功耗和散热问题上做出很大的让步。所以早期采用的CPU都是性能相对较弱的低功耗的处理器,如奔腾III和全美达Crusoe。

从这个角度来说,采用低功率处理器、单个刀片服务器性能相对较低是这个时期的另一个特点。不过考虑到那时候计算需求与现在简直是天壤之别,这样的解决方案也可以为行业接受。事实上,刀片服务器一经推出就获得了行业的广泛关注,RLX也凭借着这一“创举”赢得了不少市场订单。

性能与密度的平衡,惠普登场

正如陈胜吴广们总会被历史的硝烟掩盖一样,随着刀片服务器逐渐被当时的众多IT巨头所关注,RLX也迎来了前所未有的冲击,在选择合作、转型软件等一系列的操作之后,最终RLX以失败谢幕,不过好在它为自己找了一个不错的买家——惠普(康柏)。也正是从这个时候开始,惠普开始了自己在刀片领域的探索,也对刀片服务器市场的走向产生了深厚的影响力。

伴随着应用需求的提升,初代那些以低功耗、高密度为设计理念的刀片服务器已经不再适合应用的需求,同时在激烈的市场竞争下,各大品牌都开始发力“内功”,争取在密度与性能之间进行平衡。也正因为如此,这一时期的刀片服务器不再过分强调计算密集性,而是在计算密集性和单个刀片性能之间选择了一个合适的平衡点。

最终发展的结果就是在合理的提高计算密度的前提下,提高单个刀片服务器的性能,使单个刀片服务器具有通用机架服务器的性能,同时整个系统的集成性、可靠性、管理方面也大大提高,从而奠定了刀片服务器高性能、高密度、高融合的应用趋势。这种设计能够提供传统机架服务器所具有的个体性能和处理能力,同时具有刀片服务器的成本优势、部署优势、可服务性优势和密度优势。也正是从这一时期开始,刀片服务器开始应用于Web、HPC等领域。

也正是从这个时候开始,刀片服务器已经不仅仅局限于“服务器”的概念。相对于塔式或者机架服务器来说,刀片服务器更多扮演了微数据中心的角色,计算、存储、网络等设备的加入,让刀片服务器与刀箱成为了一套完整的解决方案,形成了完整的生态系统——十多台刀片服务器组建了小规模的计算集群,同时有自己的存储系统和网络互通平台,也有自己的管理软件和运维系统,甚至你只要一套设备就能解决公司的全部业务需求。

这样前瞻性的理念开创了服务器领域的先河,也为随后的高密度服务器、整机柜系统提供了设计思路。时至今日,服务器的形态已经远不止曾经的3种,但后来者身上也总能看到刀片服务器的影子。甚至从“融合”的角度来说,刀片服务器本身也在不断的创新,尤其是在虚拟化应用和扩展性上。

直到2016年5月6日,新华三集团成立,同时也成为了HPE服务器的中国独家提供商,刀片服务器的发展也迎来了新的时代。

塑合,未来刀片发展的全新方向

如今,多元化竞争已经是当下服务器市场不可避免的趋势。尤其伴随着云计算、大数据、人工智能等应用的来临,分布式与去中心化已经成为IT产业发展的大势所趋,越来越多的企业开始拥抱两者、实现数字化转型,而刀片产品也同样需要重新定位自身的价值,同样需要业务能力的“转型”。

灵活是当下计算应用的第一需求,这个需求包括了弹性计算、弹性扩展等多个方面。随着企业对IT响应速度需求的进一步提升以及业务上云的速度加快,业务要求的响应时间越来越短,同时扩展性能要求越来越高,这些需求都对刀片服务器有了全新的需求。也正是为了满足这些变化,新华三赋予了刀片服务器更紧凑的架构、更高的空间利用率、更便捷的管理,以及极致的能效优势;同时比高密度服务器有着更高的散热效率,支持更丰富的节点类型、更多样的网络部署,进一步简化部署要求,从而推动现有业务的升级变革,帮助用户应对各种场景中的业务挑战。

这其中的重要理念就是“塑合”——从字面理解,塑合包括了重塑和融合两个部分,这也是应对时代发展为刀片服务器量身定制的解决方案。正如我们刚刚提到的,计算力是当下最重要的推动力,而为了更好的释放计算力,就需要将原有平台实现资源池化,这样任何节点都可以共享全部算力,也方便用户基于业务场景对算力的调整。

“以前可能大家买了很多数据中心的设备,但是实际上数据中心的资源利用率只有30%多,也就是说只有小部分的资源可以产生效益,但现在用了塑合之后这个比例会有显著的上升,就是因为它可以在不同的业务之间用一套基础架构,不同的业务之间可以灵活的切换。实际上我们很多的客户得到的很直观的收益”,在谈到“塑合”架构优势的时候,新华三高级产品经理兰涛介绍说。

这可谓是一大创新,因为传统意义上只有分布式平台才有实现池化的可能,而刀片服务器的池化还并不流行。这一次,新华三通过池化实现了系统资源的弹性分配,将计算、存储等资源池随时切割、増减再自由组合。还能以统一的架构,通过动态的资源池划分,应对于不同的应用负载,比如物理负载、虚拟化负载或是容器负载,可以满足当下虚拟化、容器化的各种需求。

尤其是面对当下热门的边缘计算或者物联网应用,刀片服务器在可靠性品质和部署难易度等层面也更具备优势——“刀片服务器对于边缘数据中心的支持还是比较到位的,一般来讲普通服务器运行的环境温度在30到35度之间左右,但是新华三的刀片服务器温度可以控制在大概45度,对边缘侧、环境较为苛刻的数据中心,完全能够胜任”,兰涛解释说。

HPE Synergy12000 服务器

解决了资源分配的问题,接下来就是如何调配这些资源,这就需要对外提供统一的API。以新华三的HPE Synergy为例,它能够以单行的统一API格式将硬件平台的管控能力交付给开发者,实现了一行代码即可提取基础设施的每个元件、100%的基础设施可编程、针对基础设施即服务的裸机接口等多种功能,实现更好更快的系统集成,这样也实现了资源调度层面的快速响应,保障业务的实效性。

第三个重大变革就在于智能化,这也贯穿了新华三刀片服务器设计的方方面面。比如在部署层面,以往我们需要对每一个刀片节点进行管理,但是如今借助于系统的AI运维功能,不仅可以执行上层调用的API,还能够实现对于整套设备的资源管理与维护,包括进行镜像模板,实现自动化部署等众多操作,实现了真正意义上的软件定义、自动化工具等功能,在简化部署的同时也为用户快速排忧解难。

“我们的AI运维是在服务器上建立一个AI的知识库,通过运维各种各样的场景,比如大数据分析,可以自动对服务器做智能化的运维管理等等”,在谈到AI优势的时候,新华三高级产品经理蔡立农介绍说。

H3C UniServer B16000 服务器

如今,新华三旗下无论是HPE Synergy还是H3C UniServer B16000都秉承了“塑合”的特性,最大程度地承载数字化转型大潮中不同场景下的不同业务应用,加速用户的业务创新。按照IDC公布的《2021年第一季度中国x86服务器市场跟踪报告》报告显示,新华三集团x86服务器业务销售额以16.8%的市场份额位居第二,其中刀片服务器销售额以52.3%的市场占比多个季度蝉联冠军。

许多用户也受益于新华三刀片服务器平台。比如在某医疗机构,传统的IT架构已经不适应于当下数字化医疗的需求,而在权衡了多种解决方案之后,客户最终选择了新华三刀片服务器平台。经过前期的部署与调试等工作,最终这套平台帮助客户开放了许多全新的业务应用场景。

过去的20年,是IT产业蓬勃发展的20年,也是刀片服务器从无到有、从弱到强、从传统到智能转型的20年。时至今日,刀片服务器已经在金融、通信等众多关乎国计民生的关键领域、关键应用、关键场景中发挥作用。依托于“塑合”理念,未来刀片将在更多领域发光发热,正如新华三服务器产品管理部部长诸剑桥所说——在对产品的交付或者是未来扩容的角度,我相信刀片相对机架更加有优势。


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