大廠力挺　Power生態(tài)加速擴展

　　Google的大規(guī)模資料中心正準備好從英特爾(Intel)的x86架構轉向IBM Power伺服器;同時，該公司也為轉向ARM伺服器準備就緒;然而，這條道路其實還沒有走多遠。

　　Google的大規(guī)模資料中心正準備好從英特爾(Intel)的x86架構轉向IBM Power伺服器;同時，該公司也為轉向ARM伺服器準備就緒;然而，這條道路其實還沒有走多遠。

　　在日前于美國加州圣荷西舉行的OpenPower Summit 2016，展示了近60種OpenPower系統(tǒng)，數(shù)量較去年多好幾倍。另一方面，Google也已為轉向Power伺服器架構做好了準備，將大多款Google App和基礎架構軟體移植到兩年前開發(fā)的Power8伺服器。

　　Google平臺部門工程技術經理Maire Mahony表示，“對于優(yōu)秀的軟體開發(fā)人員來說，使用Power伺服器只需修改設定檔中的一個標示就可以了。”Maire Mahony負責Google的資料中心硬體，他同時也是OpenPower Foundation總監(jiān)。

　　Google目前正與一家小型資料中心服務供應商Rackspace合作，共同設計Power9伺服器。這款被稱為Zaius的伺服器(參考圖1)將使用兩顆Power9晶片、32個支援第4代PCI Express的DDR4 DIMM插槽和插座，以及IBM的CAPI介面和Nvidia的NVLink互連介面。這是一種為48V機架設計的48V伺服器。

　　Google和Rackspace透露雙方正合作開發(fā)一種雙插座的IBM Power9伺服器

　　在這次大會上，IBM首次介紹了Power9的發(fā)展藍圖。這款處理器將搭載24個最新設計的核心、最新版的CAPI和NVLink互連，以及IBM尚未正式發(fā)布的全新25Gbit/s互連介面(如圖2)。

　　Power9有兩種款式，一種使用直連記憶體，用于大型資料中心實現(xiàn)向外擴展叢集，另一種使用緩沖記憶體，用于大企業(yè)的向上擴展系統(tǒng)。Power9處理器即將投片，預計將采用Globalfoundries的14nm制程制造，在2017年底上市。

　　Google并未自行搭建Power8伺服器，移植大多數(shù)的軟體只是為了在與英特爾議價時能有更多的話語權。Google平臺部門資深總監(jiān)Gordon MacKean表示，“這牽涉到掌握著所有可用的技術，然后選擇最佳性價比的技術加以部署，最終實現(xiàn)最佳的平臺化。”

　　Google也在其實驗室中準備了ARM硬體，并將一些軟體移植到這些硬體上。然而，MacKean表示，“我認為在使用ARM方面有點落后，而在使用Power時倒是遙遙領先。”但他并未披露移植所采用的ARM硬體細節(jié)。

　　“我們將繼續(xù)觀察整體情況??針對實際部署，你在任何時間點都必須準備好‘扣扳機’”，MacKean說道。

　　MacKean補充道，“每一種平臺間都會彼此跨越，就像AMD/英特爾時代一樣??如今，競爭表現(xiàn)在指令集架構上，因此情況更加復雜，但我們會全力以赴??尤其現(xiàn)在還有Open Compute可以使用，因而帶來更多選擇。”他并透露，Google在今年稍早加入了Facebook主導的開放源碼硬體小組。

　　Power和Open Power發(fā)展藍圖

　　IBMPower9處理器包含尚未發(fā)布的全新25G互連介面

　　IBM的Power發(fā)展藍圖(圖3)包含了將在2018至2020年間采用10nm和7nm節(jié)點制造的各種Power8和Power9晶片計畫。另外，協(xié)助成立Open Power小組的IBM院士兼Power開發(fā)副總裁Brad McCredie透露，IBM還計畫在2020年后開發(fā)一種全新的架構。

　　從PowerPC開始就一直在研究IBM處理器的McCredie強調，“幾年來，我們至少都有一個人在負責Power 10??，而且我們經常開會，積極地執(zhí)行既定計劃。”

　　Power9采用的最新加速器互連仍然是個謎。就像Nvidia NVLink2.0一樣，它可作業(yè)于最高達25Gbit/s的速率。但本質上是否就是CAPI 2.0或與其一致則無法確定。

　　IBM開發(fā)CAPI的部份原因在于需要一種比PCI Express更快的介面，而且不至于在傳輸層造成負擔。McCredie只說這種新的互連就像任何介面一樣，關注的是提高頻寬和縮小延遲等擴展功能。

　　IBM已經在研發(fā)即將于2020年后推出的Power10架構

　　在I/O方面，Power9“將是首款支援PCI Gen 4的首款處理器，我們已經走在PCI SIG標準委員會的前面，不久即將投產了。”McCredie指出，從技術角度來看，Gen 4規(guī)格最早要到今年年底才會發(fā)布。

　　在致力于開放IBM Power架構約兩年后，只出貨了大約6種未加上IBM商標的伺服器設計。另外，IBM在CAPI互連方面有6家合作夥伴，至今出貨約20種不同可插入CAPI互連介面的電路板。

　　“微處理器設計非常昂貴、耗時且難度大。”McCredie在大會中表示，“開放匯流排的影響較設計微型單元更大，因為圍繞匯流排存在許許多多的創(chuàng)新。”

　　在今年的高峰會上，IBM也宣布同時開放Power記憶體匯流排。開放的目的在于當推出新的儲存級記憶體與記憶體堆疊時，讓開發(fā)人員更易于打造新的主記憶體系統(tǒng)類型。

　　這種記憶體匯流排規(guī)格目前處于0.2版草案階段，預計在今年底可能推出最終版。Open Power技術工作組主席Jeff Brown表示，它可以幫助開發(fā)人員“在前端增加處理功能，讓他們不必擔心Power記憶體到主機介面之間如何作業(yè)。”

　　Open Power技術工作組最近還完成了連接CAPI元件和Linux的軟體介面任務。去年，該工作組成立了其他的一些工作組，包括研發(fā)最新25G介面的工作組。

　　加速是新的主旋律

　　OpenPower高峰會上的潛在意義是摩爾定律(Moore’s Law)變慢了，無法提供正常的性能與價格進展。這個產業(yè)已經開始競相從使用加速器的更高整合伺服器架構中獲益了。

　　英特爾收購Altera以及發(fā)布3D XPoint記憶體的行動顯示，該公司正穩(wěn)步走向專有化道路。考慮到這種解決方案的高成本，使得Google和Rackspace等公司開始探索開放硬體產品替代方案，Rackspace資深總監(jiān)Aaron Sullivan表示。

　　在研發(fā)具體應用時，Rackspace發(fā)現(xiàn)使用CAPI加速器可以使性能提升10倍。“現(xiàn)在我們想為我們的所有應用導入開放硬體。”Sullivan并補充說，“在實現(xiàn)開放加速器的道路上，我們已經走了三分之一的路程，”只要是該公司的云端服務客戶都可以使用這些加速器。

　　Google展示史丹佛大學整理的圖表指出，微處理器的進展跟摩爾定律一樣放緩了腳步

　　進一步向前發(fā)展必須使用可編程晶片，Sullivan引用微軟(Microsoft)在FPGA方面的工作時表示。這時需要具有硬體描述語言等底層編碼經驗的大量程式設計人員。

　　Mackean表示同意這樣的看法：“我們都看到代工廠的現(xiàn)況以及這種制程技術，節(jié)點微縮的速度并未如我們想像的快速，每個人都在設法實現(xiàn)，整個產業(yè)也正努力加以因應。”

　　事實上，OpenPower大會和Nvidia的年度盛會是在同一地點舉辦的，Nvidia發(fā)布了一款高階的通用處理器(GPU)，微軟則針對這種通用處理工作使用了FPGA。

　　“我們認為，Power是針對英特爾架構的一種有趣替代產品，因為它擁有強大的核心，足以與英特爾的核心一較高下。”MacKean表示，“IBM的發(fā)展藍圖中只包含設計技術，并不涉及節(jié)點縮小，IBM希望透過改善架構以提升頻寬和整合度??就像是增強I/O性能一樣。”

　　最新OpenPower系統(tǒng)

　　中國推出新款Zoom伺服器，最多可整合4顆Nvidia GPU加速器

　　中國也許是OpenPower的最大機會，部份原因在于中國亟需不必付高額授權費用的架構。

　　然而，今年的高峰會與去年相較基本上變化不多。去年，OpenPower的一家晶片制造商——蘇州中晟宏芯(Suzhou PowerCore)展示了一款名為Zoom的處理器，并獲得一家不具名的伺服器制造商采用。

　　“設計一款處理器需要花費很長的時間。”McCredie表示，“預計今年6月在中國舉行的OpenPower大會上將透露更多的消息，此外，中晟宏芯的CP1已經開始出貨了。”

　　中晟宏芯推出的Power架構處理器

　　在今年的大會上展示了近60種OpenPower系統(tǒng)，數(shù)量較去年多好幾倍。然而，其中約有20多種是介面卡而不是伺服器，而且還有幾種是網路交換機或擴展箱，有些伺服器則貼的是原型機標簽。

　　Penguin的系統(tǒng)

　　Penguin的系統(tǒng)(圖7)使用了Nvidia GPU加速器。該公司正部署Rackspace系統(tǒng)(圖8)，很快地就能提供給使用者。

　　Penguin部署Rackspace的系統(tǒng)

　　ITL(圖9)是另外一家新加入的中國伺服器制造商。RTDS Technologies(圖10)則展示一款原型系統(tǒng)，主要用于電力公司進行模擬。

　　業(yè)界巨擘齊聚一堂

　　在這次大會上，IBM還邀請業(yè)界巨擘一起和產品進行拍攝。為了驅動創(chuàng)新以及鼓舞士氣，該部門將在今年舉行一項創(chuàng)新設計競賽，并在今秋舉行的超級運算大會(Supercomputing)上頒發(fā)16,000美元的獎金給獲?的創(chuàng)新設計。

　　該工作小組并緩步推動認證計畫。目前已經有68種產品標示了易于取得的OpenPower商標。相容性工作小組已經開始制定認證計畫，并于4月8日舉行首次插拔測試大會。