最新原创：Power8伴随云计算横空出世

Power8伴随云计算横空出世

 

自从IBM将并不赚钱的x86服务器业务转手给联想以后，今后IBM便开始了硬件转型的新里程碑。伴随此事继续发酵的还有Power System Linux落户北京，今后IBM硬件开放之路的步伐越迈越大。最鼓舞人心的要数OpenPower联盟推出的Power8芯片全面开放这一消息，你们纷纷猜想蓝色巨人真的能放下身段？下面我带领你们一块儿见证Power8芯片的巨变。

 

1、Power8开放意义深远

IBM或许是从ARM开放处理器使用许可，在移动领域取得成功中获得启示，OpenPower联盟推出的Power8，一样开放Power处理器知识产权使用许可，容许联盟成员自由选择IBM等合做晶圆厂家这比Intel更加开放。IBM此举意味着从专有标准走向开放创新，中国企业能够在Power 8架构基础上进行自主创新，并可申请自主知识产权，根据OpenPower联盟的要求，Power8取消了原先设计安全模块，可接受我国安全审查，并将加载国产的安全模块从而能用于到关键应用，这种开放力度空前，使得Power8让中国企业有机会利用OpenPower芯片技术拉近与国际顶级芯片厂商的技术差距。从此一提到Power服务器再也不是小型机的代名词，之后将会有基于Power芯片的国产服务器上市。

 

2、Power8以一当十

由OpenPOWER 联盟宣布首批创新成果正式发布的全新 IBM POWER8 处理器。它是 OpenPOWER 联盟的首代处理器产品，其设计思路将决定协处理器、加速器、内存、主板、服务器整机等产品的目标市场首先是大规模云计算和互联网数据中心市场。

Power8采用22nm生产工艺，4GHZ主频，最多12核，每核达8线程，最高支持 96 个线程，四级缓存容量达到 128MB（充当每一个内核的数据缓存使用）。

那么“12核+96线程+1TB内存”将为Power8服务器带来多大的爆发力呢？相比Power7来讲，单线程性能最大能提高60%。POWER8还采用了 IBM 独有的 CAPI 总线(一致性加速器处理接口)，可让外设直接访问 CPU 的内存空间，从而大大提升了外设的运行效率，即使是Intel最新处理器Xeon E7v2也只能对此望洋兴叹了。

图1 Power8芯片

Power8 性能强大的另外一个杀手锏SMT并发多线程技术，这是IBM 从Power5芯片开始实现的新技术，它支持一个CPU内核同时处理多条指令，所以能够最高达到单一CPU几倍的处理速度。

 

下面咱们采用的IBM S系列服务器采用了双路，每CPU10 Core的服务器进行性能测试。也就是这台服务器总数达到160线程，而对于Openstack而言每线程都看作1CPU。咱们看一下htop的显示结果。

图2 160线程

注意,若是是双路顶配每台服务器可多达到96 x 2=192线程，那么2米高的机架（42U）能够安装10台这样的服务器，因此很是适合高性能计算和数据密集型计算应用。Power8对开源编译工具GCC也可以完美支持。为何有如此强悍的性能，再为你们介绍一些基础内容。

图3 

你们知道，CPU一般使是流水线方式（每一时间点只能执行一条指令)，在X86平台某个时间点执行占据运算器的只有一条指令，其余并行的指令处于解码、寻址等状态，大部分寄存器实际上处于闲置。那么Power8中新加入的特性SMT8，就表示一个Core能够处理8个线程的指令，相比X86的单核双线程，Power8中单核理论上是它的四倍，因此PowerKVM在这种并发多线程技术的支撑下能够获得优于x86平台的性能。

图4 Power8服务器总体性能以一当十

一台高效利用的 POWER8 服务器能够取代 10 台甚至更多台 x86 服务器(按照业内平均利用率计算)。这样你虚无建设大规模数据中心，甚至采用移动数据中心就能够向用户提供数据计算服务，我公司很早就开始要求企业各部门推广节能减排，坚持走低碳环保的路线。从利用率和经济性上，以一当十的超强Power8 服务器 IBM Power Systems S很大程度下降了数据中心占地空间，相比之下，节省了70%的机架空间，80%的网络链接以及70%的系统管理数量，下降了企业电力和冷却等方面的成本，这但是一笔不小的开销啊,例如一个拥有500台服务器的数据中心，服务器每一年电费达到200万元，而用于服务器制冷的空调设备等设施耗电量几乎等同于服务器自己的耗电，这样每一年数据中心的电费将达到400万元，日益增长的耗电量，意味着有更多的碳排放量和更大的环境污染。

 

3、Power8-为云而生

云计算技术经过对计算资源的虚拟化来对资源进行整合，提升资源利用率和可管理性，可是对这种异构性的计算能力进行整合。

这款Power8处理器，是OpenPOWER 联盟专门为 Linux用户打造，除了能支持AIX系统之外，还支持主流Linux发行厂家Red Hat和Suse的Linux发行版：RHEL 6.5/7、Fedora 20、SLES11/12、Ubuntu 14，并且RedHat全面转向云计算发布了本身的Red Hat Enterprise Linux OpenStack 平台，Suse也发布了完整的OpenStak方案-Suse Cloud，由于这是专门针对OpenStack的发行版，能够直接安装在Power8服务器，Power8服务器对Openstack 进行了专门的优化。

 

4、Power8虚拟化技术

你们所熟知的KVM（基于内核的虚拟机）虚拟化技术现在已经添加到Power8处理器架构，相对于 Xen 虚拟化技术，KVM 虚拟化技术与 Linux 内核联系更为紧密，更容易维护。IBM针对Power8处理器对KVM进行了深度优化，用户在PowerKVM服务器所支持IPMI2.0协议，可、采用ipmitool远程管理服务器，这就是PowerKVM。

图5 PowerKVM 工做流程

 基于Power8的服务器上使用PowerKVM技术能够深度挖掘Power8的多线程性能，为了方便你们理解，我举个例子，假设服务器上面只有一个物理CPU核，4个虚拟机，各虚拟机在微核模式下工做，采用微核模式后，4个虚拟机可同时被分配至一个物理CPU核，每一个虚拟机能够确保得到物理核四分之一的处理能力而不受其它虚拟机的影响。当虚拟机数量远远超过物理CPU核（CPU过载），微核应该会比整核性能要好。实际应用中，在虚拟机大量过载的状况下，不管是虚拟机加满压力仍是加半压力，整核模式性能大幅降低而微核模式性能则不降低或平缓降低。微核使得PowerKVM可以在性能损失不明显的前提下，运行更多的虚拟机承载用户的业务。

 咱们知道在私有云平台的体系架构中， OpenStack 依赖一些底层软件，如虚拟化软件，虚拟化管理软件和 Linux 内核。这些软件的稳定性以及性能关系着整个云平台的稳定性和性能。IBM开发了PowerKVM，这一系统性能稳定，操做简单方便，它使用了一种基于 HTML5 的 KVM 管理工具 Kimchi对它进行管理。

图6PowerKVM工做截图

 RedHat、SUSE与IBM在企业级虚拟化方面的新合做，使运行在Power系统上的企业组织能够虚拟化他们的核心任务，并在它们基于OpenStack发行版中都支持PowerKVM技术。

 

5、IBM对OpenStack贡献

 咱们知道OpenStack是由NASA和RackSpace联合发起，以Apache许可证受权的开源项目，支持全部类型的云环境，并取得了IBM、Redhat、HP、Intel、AMD、Dell、Cisco等重量级公司的支持，那么从代码贡献（从共享OpenStack代码数量看，IBM要略逊与HP和Redhat）、推广力度贡献（包括各类OpenStack会议的赞助）和文档资料贡献综合比较IBM，在综合比较上看要领先其余厂商，IBM放弃SmartCloud，而将整个公司的方向转移到OpenStack上，这就是最有利的证实。

 

6、Power应用优点

笔者的公司属于勘察设计、工程设备和零部件制造等业务为一体的特大型企业集团运营的IT系统是一个典型的大数据处理系统，前年开发了基于 OpenStack云计算管理平台(包括云桌面平台)，应用效果良好，下面总结了该套OpenStack 的运维平台及云桌面服务平台的几个亮点：

1）提升了我公司IT基础设施利用率，从而下降了硬件成本，下降机房服务器占地，以物理服务器 CPU 利用率为例，私有云平台将 CPU 平均利用率从不到 20% 提高到 50%。

2）因为物理服务器数量相对X86机器明显减小，从而下降了运维成本。

3）基于PowerKVM的虚拟化管理平台使得虚拟机上线更具备使用弹性，利用虚拟化技术将物理基础设施作成虚拟资源池，作到了随时按需上下线。

4）下降了学习成本，以往咱们企业须要专人维护AIX系统及上面的应用，然而如今基于Power8的应用彻底构建在Linux平台下，大量Linux高手，无需培训就能直接操做Power8服务器。