论文部分内容阅读
2001年，第一款RLX刀片服务器问世后，在人们的赞同和质疑声中，服务器进入到刀片时代，推动了数据中心的发展。
然而时过境迁，随着互联网应用和云计算的风起云涌，大量应用刀片服务器的数据中心成了“耗电大户”，沉重的能耗负担成了IT主管心中的“痛”。
天无绝人之路。一种不同于刀片服务器和其他传统服务器的新型服务器——微服务器，驾“云”飘然而至，一时间引得业界瞩目。
2011年11月11日，对于淘宝商城来说是疯狂的一天。“光棍节”的5折促销让无数的购物狂们兴奋不已，据说，仅这一天淘宝商城的交易额就突破了9亿元。就在购物者们买得心满意足、商家赚得盆满钵盈时，淘宝的后台CDN（内容分发网络）系统却正在经历着前所未有的考验。这一天，淘宝CDN全网流量达到90%以上，带宽峰值超过800Gbps，更让淘宝技术研发部研发人员心中忐忑的是，刚刚上线不久的800台基于英特尔凌动（Atom）芯片的定制低功耗服务器，能否扛住这一关。
结果令人欣喜。淘宝方面表示：“Atom服务器成功经受住了这次淘宝的流量高峰，这给我们后续低功耗的项目以更大的信心！”
淘宝CDN采用的低功耗服务器正是目前广受关注的微型服务器，也被称为微服务器（MicroServer）。
服务器开门迎新秀
微服务器是服务器领域一个新兴的产品类别，它是一种比刀片服务器密度更高、能耗更低的服务器系统。微服务器采用单处理器，体积小、密度高、功耗低，当然价格也相对便宜。同一个机架上的微服务器还可以共享电源、冷却系统，以及存储和网络连接。
终于，在我们惯常看到的塔式、机架和刀片之后，服务器家族迎来了这样一位新成员。
微服务器的诞生来自于应用的驱动。在全球倡导绿色IT、节能减排的大趋势下，降低IT设备的高能耗成为了众矢之的。尤其在全球经济不景气的今天，压缩IT预算、减少IT运维成本，已经成为IT主管们头疼的事。有数据显示，全球每年用于服务器能耗的费用占服务器采购成本的一半，超过320亿美元。而如果采用新型的基于低功耗处理器的微服务器，处理器每节省10瓦功耗，累计节省的电量就将相当可观。
近年来，虚拟化技术大量应用于服务器中，但同时其所带来的管理复杂性，也令许多用户顾虑难消。而微服务器正是一种摆脱虚拟化的选择。
同时，互联网应用的兴起以及云计算的落地，使我们看到，在互联网应用中，很大一部分应用都是IO密集型的，其对系统的计算性能要求不高。如果采用传统的基于高性能架构的服务器，不但能耗居高不下，而且CPU资源还不能充分利用，从而造成浪费。淘宝CDN采用低功耗服务器的起因也正在于此。
正是看到了这种商机和需求，2009年上半年，戴尔公司推出了首个微服务器系统XS11-VX8。该系统为3U机箱，内装有12个微服务器模块和共享的电源及冷却风扇。每个模块就相当于一块硬盘的大小，基于威盛的凌珑Nano U2250处理器，并装有3GB内存和一块2.5英寸的硬盘，以及两个千兆以太网接口。全系统即使满负荷运行，其能耗也就只有25瓦，而待机状态下仅15瓦。
真正将微服务器作为一种新类别提出来的是英特尔公司。同一年，英特尔宣布了微服务器参考设计，正式提出了微服务器的概念，英特尔认为，在微服务器中，CPU、芯片组、内存和网络等组件将以标准的模块规格紧凑集成。英特尔展示的标准5U机箱中同时装入了16个微服务器模块，其处理器配备的是低功耗的至强3000。
2011年年初，服务器系统基础架构论坛（SSI）发布了微服务器规范1.0版，为微服务器产品提供了一个行业标准，帮助厂商们创新系统架构，降低成本和提升效率。一时间，多家芯片提供商和主板、机箱以及服务器厂商，像英特尔、AMD、Calxeda、ARM、戴尔、泰安（Tyan）、SeaMicro、超微（SuperMicro）等都推出了相关的产品，就连HP也在去年11月宣布启动针对极低能耗计算的服务器构建方式的Moonshot计划，看来微服务器市场的竞争已经不可避免。
市场竞争燃起烽烟
2011年英特尔架构事业部副总裁兼数据中心事业部总经理施浩德曾预测说，在未来4~5年时间内，新兴的微型服务器产品类别在整个服务器市场上所占的份额将持续增长，达到10%。
对于刚刚发展了两三年的微服务器行业来说，这显然是一个不小的市场。即使是发展了10年的刀片服务器，目前所占的市场份额也不过就是25%，而微服务器的崛起，无疑将会蚕食一部分刀片服务器的市场。
在芯片方面，作为微服务器的主要倡导者，英特尔在2011IDF上公布了其市场策略。英特尔相关负责人说：“英特尔要针对其市场需求研发及提供最优化的处理器平台，并提供基础的应用软件开发或优化支持。”同时，英特尔宣布将在两年内推出设计功耗从最高45瓦到最低不足10瓦的四款新型处理器，涵盖至强及凌动产品线，全部具备服务器级别特性，包括64位兼容性、英特尔虚拟化技术、错误检查和纠正（ECC）等。其中，至强E3-1260L（45瓦）和E3-1220L（20瓦）去年下半年已经面世，而基于Atom处理器微架构、功耗不足10瓦的全新服务器处理器将在今年推出。英特尔认为，其非常适用于注重最低单台服务器功耗和高密度的数据中心工作负载环境。对于另一款将在今年推出的基于英特尔SandyBridge架构，功耗15瓦的处理器，在淘宝创建的“绿色计算”网站上，淘宝公布了他们拿到的该产品样片与正在线上应用的Atom D525的测试比较结果，结果显示，在同等条件下，单台基于新芯片的服务器的性能是Atom D525服务器的3倍，而功耗相差不到2瓦。“这样的结果坚定了我们在下一代低功耗服务器中采用该处理器的信心，只是希望价格不要贵得离谱。”淘宝方面表示。
英特尔相关负责人表示，以上这些处理器以及英特尔在SSI行业规范方面的投入，将显著增强业务灵活性，同时帮助合作伙伴缩短微服务器的上市时间，并降低开发成本。
近几年在手机、上网本和移动市场风生水起的ARM架构芯片，近来大有要在微服务器市场占一席之地的架势。英特尔Atom架构芯片向微服务器领域的扩张成功，给ARM带来了启示，同时也让业界将目光瞄向了ARM，如果用于手机的ARM芯片能用于微服务器，其节能效果不会低于Atom，甚至会超过它，同时，价格也会更低。于是，生产服务器芯片的公司Calxeda推出了4核心ARM SoC处理器，在2U的机架空间内，可部署120个处理器，据称每个处理器包括内存在内的耗电量只有5瓦。值得关注的是，在HP去年11月宣布的Moonshot计划中，HP表示将开发搭载Calxeda ARM芯片的微服务器产品，并会在2012年销售这一产品。尽管HP表示这不会对英特尔造成威胁，而且英特尔仍然是HP最大的微处理器供应商，Atom也将是HP的选择，但HP对ARM的这一举动无疑是ARM阵营的一个重大胜利。
另外，据淘宝“绿色计算”网站披露，淘宝曾就低功耗处理器，尤其是ARM处理器在互联网服务器产品上的应用前景和存在的问题，与华为全资子公司海思半导体专门进行了探讨。由此可以看出，华为也在密切关注这一技术动向。在ARM架构方面，Calxeda公司CEO Barry Evans曾表示，对于海量数据应用来说，有三个关键因素能够证明ARM架构的服务器对此非常适合。首先，海量数据的处理本身就具有向外扩展的特性，需要众多高效处理器来进行计算；其次，海量数据处理作为一个新兴的市场，其所要面对的历史遗留问题很少；最后，目前这一领域的软件对ARM架构的支持程度很好。不过，仍有业内人士担忧，要想将ARM真正用于服务器领域，还面临着诸多挑战，其中最大的挑战也许就来自ARM软件指令集与x86不兼容。戴尔数据中心解决方案事业部主管Drew Schulke就指出，ARM的大规模应用将依赖于围绕ARM的软件生态系统的建立。淘宝技术研发部核心系统研发产品经理何燕锋在接受记者采访时也表示，如果基于ARM处理器的低功耗服务器开发工具、操作系统内核不断完善，它可能会支持x86，同时，迁移成本也会降低。一旦时机成熟，淘宝也会测试使用。“ARM目前只有32位，也是阻碍其发展的因素之一。预计2013年，会有64位的ARM推出。”何燕锋说。
英特尔的老对手AMD在低功耗处理器方面也有建树，例如其推出的超低功耗服务器处理器Opteron，平均每个核心的功耗约为5.83瓦。戴尔的一款微服务器C5125就是基于AMD的Phenom或速龙双核4核芯片的。
超微（SuperMicro）公司也是微服务器的积极参与者。早在2009年5月，超微就推出了基于Atom处理器的微服务器，不但低功耗，而且静音。去年6月，超微又推出了微服务器产品MicroCloud，该产品基于英特尔至强E3-1200处理器，3U机架，拥有8个热插拔节点，每个节点有2个3.5英寸的6GB SATA硬盘。超微还计划未来将其增加到32个节点。超微中国高级销售经理李运杰表示，目前，大集中的数据中心和云计算越来越普及，这使微服务器未来将扮演越来越重要的角色，尤其是新一代的低功耗的Atom或ARM处理器将能提供更高的性能，它们将成为这些应用的主流的解决方案。
重量级的服务器厂商戴尔在去年7月推出了其第三代低功耗的微服务器产品PowerEdge C5125和C5220，戴尔公司下一代计算解决方案高级市场经理彭宇恒表示，这些产品旨在帮助IT托管和Web2.0公司在数据中心中实现更高的效率。据介绍，这两款产品分别基于英特尔和AMD架构，可在3U机箱中配置12个服务器节点。
另外，泰安（Tyan）公司2011年3月推出了基于英特尔至强处理器的微服务器FM65-B5511，在一个4U的机架式机箱内集成有18个单处理器计算节点。SeaMicro公司去年也推出了型号为SM10000-64的微服务器，在一个10U机箱内集成了256颗双核64位Atom处理器N570，而这种设计对于当前热炒的Hadoop、Memcached（分布式缓存）以及Web应用来说非常适合。
在北京亦庄的云基地，天地超云科技公司2011年推出了25款云服务器，其中超云SC-R6280就是一款典型的微服务器。它在2U的机箱中集成了8个服务器节点，采用Atom D525双核处理器。天地超云将其定位于高密度、低功耗、大规模部署节能服务器。
面对微服务器这样一个新兴市场，尽管目前还有一些厂商在观望中，但有业界大腕英特尔、戴尔、HP等的鼎力支持，其发展前景看好，而市场竞争只会越来越激烈。
用户青睐微服务器
微服务器的发展动力来自于应用需求。文章开头所介绍的淘宝商城CDN系统就是部署了定制的基于Atom D525处理器的微服务器，这是由英特尔、超微和淘宝共同研发的成果，也是专为淘宝应用定制的产品。
对于美国在线交友网站eHarmony来说，采用SeaMicro微型服务器来构建自己的数据中心是他们颇为得意的选择。eHarmony拥有3300万注册用户，这些注册用户需要完成由专家设计的心理测试题目，网站从中了解用户的性格和心理情况，并建立对应的数据。之前，eHarmony的工作负载都是通过云服务来完成的，而要把这些用户相互匹配起来则需要通过29种不同的算法来进行。对于那些单身且渴求找到异性朋友的用户来说，这种方法实在太慢，而且昂贵，如果将eHarmony的Hadoop计算放在云服务器上的话，完成一个匹配通常需要3
然而时过境迁，随着互联网应用和云计算的风起云涌，大量应用刀片服务器的数据中心成了“耗电大户”，沉重的能耗负担成了IT主管心中的“痛”。
天无绝人之路。一种不同于刀片服务器和其他传统服务器的新型服务器——微服务器，驾“云”飘然而至，一时间引得业界瞩目。
2011年11月11日，对于淘宝商城来说是疯狂的一天。“光棍节”的5折促销让无数的购物狂们兴奋不已，据说，仅这一天淘宝商城的交易额就突破了9亿元。就在购物者们买得心满意足、商家赚得盆满钵盈时，淘宝的后台CDN（内容分发网络）系统却正在经历着前所未有的考验。这一天，淘宝CDN全网流量达到90%以上，带宽峰值超过800Gbps，更让淘宝技术研发部研发人员心中忐忑的是，刚刚上线不久的800台基于英特尔凌动（Atom）芯片的定制低功耗服务器，能否扛住这一关。
结果令人欣喜。淘宝方面表示：“Atom服务器成功经受住了这次淘宝的流量高峰，这给我们后续低功耗的项目以更大的信心！”
淘宝CDN采用的低功耗服务器正是目前广受关注的微型服务器，也被称为微服务器（MicroServer）。
服务器开门迎新秀
微服务器是服务器领域一个新兴的产品类别，它是一种比刀片服务器密度更高、能耗更低的服务器系统。微服务器采用单处理器，体积小、密度高、功耗低，当然价格也相对便宜。同一个机架上的微服务器还可以共享电源、冷却系统，以及存储和网络连接。
终于，在我们惯常看到的塔式、机架和刀片之后，服务器家族迎来了这样一位新成员。
微服务器的诞生来自于应用的驱动。在全球倡导绿色IT、节能减排的大趋势下，降低IT设备的高能耗成为了众矢之的。尤其在全球经济不景气的今天，压缩IT预算、减少IT运维成本，已经成为IT主管们头疼的事。有数据显示，全球每年用于服务器能耗的费用占服务器采购成本的一半，超过320亿美元。而如果采用新型的基于低功耗处理器的微服务器，处理器每节省10瓦功耗，累计节省的电量就将相当可观。
近年来，虚拟化技术大量应用于服务器中，但同时其所带来的管理复杂性，也令许多用户顾虑难消。而微服务器正是一种摆脱虚拟化的选择。
同时，互联网应用的兴起以及云计算的落地，使我们看到，在互联网应用中，很大一部分应用都是IO密集型的，其对系统的计算性能要求不高。如果采用传统的基于高性能架构的服务器，不但能耗居高不下，而且CPU资源还不能充分利用，从而造成浪费。淘宝CDN采用低功耗服务器的起因也正在于此。
正是看到了这种商机和需求，2009年上半年，戴尔公司推出了首个微服务器系统XS11-VX8。该系统为3U机箱，内装有12个微服务器模块和共享的电源及冷却风扇。每个模块就相当于一块硬盘的大小，基于威盛的凌珑Nano U2250处理器，并装有3GB内存和一块2.5英寸的硬盘，以及两个千兆以太网接口。全系统即使满负荷运行，其能耗也就只有25瓦，而待机状态下仅15瓦。
真正将微服务器作为一种新类别提出来的是英特尔公司。同一年，英特尔宣布了微服务器参考设计，正式提出了微服务器的概念，英特尔认为，在微服务器中，CPU、芯片组、内存和网络等组件将以标准的模块规格紧凑集成。英特尔展示的标准5U机箱中同时装入了16个微服务器模块，其处理器配备的是低功耗的至强3000。
2011年年初，服务器系统基础架构论坛（SSI）发布了微服务器规范1.0版，为微服务器产品提供了一个行业标准，帮助厂商们创新系统架构，降低成本和提升效率。一时间，多家芯片提供商和主板、机箱以及服务器厂商，像英特尔、AMD、Calxeda、ARM、戴尔、泰安（Tyan）、SeaMicro、超微（SuperMicro）等都推出了相关的产品，就连HP也在去年11月宣布启动针对极低能耗计算的服务器构建方式的Moonshot计划，看来微服务器市场的竞争已经不可避免。
市场竞争燃起烽烟
2011年英特尔架构事业部副总裁兼数据中心事业部总经理施浩德曾预测说，在未来4~5年时间内，新兴的微型服务器产品类别在整个服务器市场上所占的份额将持续增长，达到10%。
对于刚刚发展了两三年的微服务器行业来说，这显然是一个不小的市场。即使是发展了10年的刀片服务器，目前所占的市场份额也不过就是25%，而微服务器的崛起，无疑将会蚕食一部分刀片服务器的市场。
在芯片方面，作为微服务器的主要倡导者，英特尔在2011IDF上公布了其市场策略。英特尔相关负责人说：“英特尔要针对其市场需求研发及提供最优化的处理器平台，并提供基础的应用软件开发或优化支持。”同时，英特尔宣布将在两年内推出设计功耗从最高45瓦到最低不足10瓦的四款新型处理器，涵盖至强及凌动产品线，全部具备服务器级别特性，包括64位兼容性、英特尔虚拟化技术、错误检查和纠正（ECC）等。其中，至强E3-1260L（45瓦）和E3-1220L（20瓦）去年下半年已经面世，而基于Atom处理器微架构、功耗不足10瓦的全新服务器处理器将在今年推出。英特尔认为，其非常适用于注重最低单台服务器功耗和高密度的数据中心工作负载环境。对于另一款将在今年推出的基于英特尔SandyBridge架构，功耗15瓦的处理器，在淘宝创建的“绿色计算”网站上，淘宝公布了他们拿到的该产品样片与正在线上应用的Atom D525的测试比较结果，结果显示，在同等条件下，单台基于新芯片的服务器的性能是Atom D525服务器的3倍，而功耗相差不到2瓦。“这样的结果坚定了我们在下一代低功耗服务器中采用该处理器的信心，只是希望价格不要贵得离谱。”淘宝方面表示。
英特尔相关负责人表示，以上这些处理器以及英特尔在SSI行业规范方面的投入，将显著增强业务灵活性，同时帮助合作伙伴缩短微服务器的上市时间，并降低开发成本。
近几年在手机、上网本和移动市场风生水起的ARM架构芯片，近来大有要在微服务器市场占一席之地的架势。英特尔Atom架构芯片向微服务器领域的扩张成功，给ARM带来了启示，同时也让业界将目光瞄向了ARM，如果用于手机的ARM芯片能用于微服务器，其节能效果不会低于Atom，甚至会超过它，同时，价格也会更低。于是，生产服务器芯片的公司Calxeda推出了4核心ARM SoC处理器，在2U的机架空间内，可部署120个处理器，据称每个处理器包括内存在内的耗电量只有5瓦。值得关注的是，在HP去年11月宣布的Moonshot计划中，HP表示将开发搭载Calxeda ARM芯片的微服务器产品，并会在2012年销售这一产品。尽管HP表示这不会对英特尔造成威胁，而且英特尔仍然是HP最大的微处理器供应商，Atom也将是HP的选择，但HP对ARM的这一举动无疑是ARM阵营的一个重大胜利。
另外，据淘宝“绿色计算”网站披露，淘宝曾就低功耗处理器，尤其是ARM处理器在互联网服务器产品上的应用前景和存在的问题，与华为全资子公司海思半导体专门进行了探讨。由此可以看出，华为也在密切关注这一技术动向。在ARM架构方面，Calxeda公司CEO Barry Evans曾表示，对于海量数据应用来说，有三个关键因素能够证明ARM架构的服务器对此非常适合。首先，海量数据的处理本身就具有向外扩展的特性，需要众多高效处理器来进行计算；其次，海量数据处理作为一个新兴的市场，其所要面对的历史遗留问题很少；最后，目前这一领域的软件对ARM架构的支持程度很好。不过，仍有业内人士担忧，要想将ARM真正用于服务器领域，还面临着诸多挑战，其中最大的挑战也许就来自ARM软件指令集与x86不兼容。戴尔数据中心解决方案事业部主管Drew Schulke就指出，ARM的大规模应用将依赖于围绕ARM的软件生态系统的建立。淘宝技术研发部核心系统研发产品经理何燕锋在接受记者采访时也表示，如果基于ARM处理器的低功耗服务器开发工具、操作系统内核不断完善，它可能会支持x86，同时，迁移成本也会降低。一旦时机成熟，淘宝也会测试使用。“ARM目前只有32位，也是阻碍其发展的因素之一。预计2013年，会有64位的ARM推出。”何燕锋说。
英特尔的老对手AMD在低功耗处理器方面也有建树，例如其推出的超低功耗服务器处理器Opteron，平均每个核心的功耗约为5.83瓦。戴尔的一款微服务器C5125就是基于AMD的Phenom或速龙双核4核芯片的。
超微（SuperMicro）公司也是微服务器的积极参与者。早在2009年5月，超微就推出了基于Atom处理器的微服务器，不但低功耗，而且静音。去年6月，超微又推出了微服务器产品MicroCloud，该产品基于英特尔至强E3-1200处理器，3U机架，拥有8个热插拔节点，每个节点有2个3.5英寸的6GB SATA硬盘。超微还计划未来将其增加到32个节点。超微中国高级销售经理李运杰表示，目前，大集中的数据中心和云计算越来越普及，这使微服务器未来将扮演越来越重要的角色，尤其是新一代的低功耗的Atom或ARM处理器将能提供更高的性能，它们将成为这些应用的主流的解决方案。
重量级的服务器厂商戴尔在去年7月推出了其第三代低功耗的微服务器产品PowerEdge C5125和C5220，戴尔公司下一代计算解决方案高级市场经理彭宇恒表示，这些产品旨在帮助IT托管和Web2.0公司在数据中心中实现更高的效率。据介绍，这两款产品分别基于英特尔和AMD架构，可在3U机箱中配置12个服务器节点。
另外，泰安（Tyan）公司2011年3月推出了基于英特尔至强处理器的微服务器FM65-B5511，在一个4U的机架式机箱内集成有18个单处理器计算节点。SeaMicro公司去年也推出了型号为SM10000-64的微服务器，在一个10U机箱内集成了256颗双核64位Atom处理器N570，而这种设计对于当前热炒的Hadoop、Memcached（分布式缓存）以及Web应用来说非常适合。
在北京亦庄的云基地，天地超云科技公司2011年推出了25款云服务器，其中超云SC-R6280就是一款典型的微服务器。它在2U的机箱中集成了8个服务器节点，采用Atom D525双核处理器。天地超云将其定位于高密度、低功耗、大规模部署节能服务器。
面对微服务器这样一个新兴市场，尽管目前还有一些厂商在观望中，但有业界大腕英特尔、戴尔、HP等的鼎力支持，其发展前景看好，而市场竞争只会越来越激烈。
用户青睐微服务器
微服务器的发展动力来自于应用需求。文章开头所介绍的淘宝商城CDN系统就是部署了定制的基于Atom D525处理器的微服务器，这是由英特尔、超微和淘宝共同研发的成果，也是专为淘宝应用定制的产品。
对于美国在线交友网站eHarmony来说，采用SeaMicro微型服务器来构建自己的数据中心是他们颇为得意的选择。eHarmony拥有3300万注册用户，这些注册用户需要完成由专家设计的心理测试题目，网站从中了解用户的性格和心理情况，并建立对应的数据。之前，eHarmony的工作负载都是通过云服务来完成的，而要把这些用户相互匹配起来则需要通过29种不同的算法来进行。对于那些单身且渴求找到异性朋友的用户来说，这种方法实在太慢，而且昂贵，如果将eHarmony的Hadoop计算放在云服务器上的话，完成一个匹配通常需要3