微服务器降耗开道
- 来源:计算机世界
- 关键字:微服务器,能耗,英特尔
- 发布时间:2012-03-02 16:51
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NanoU2250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AtomD525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AtomD525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ARMSoC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CalxedaARM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CEOBarryEvans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DrewSchulke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6GBSATA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PowerEdgeC5125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AtomD525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AtomD525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3.5个小时，这还要取决于当时云服务的繁忙情况。由于时间冗长且充满不确定性，eHarmony的其他应用也经常出现反应慢等情况，因为这些应用通常都需要预先得到匹配计算的结果。
eHarmony此前没有任何服务器硬件投资，所以，它很容易就部署了SeaMicro的SM10000-64微服务器，使匹配的时间显著减少。另外，与通过云服务来完成匹配计算相比，eHarmony部署了SeaMicro微服务器后，运营成本减少了74%。
去年年初，Facebook技术主管GioCoglitore曾声称，该公司并不准备融入服务器虚拟化的潮流之中，而是希望将微服务器作为一种廉价增长和快速故障转移的方式。他表示，Facebook已经测试了微服务器，并且有意将其用于大规模的数据中心，最迟在2012年年初就可以开始大规模部署。这位主管透露说，Facebook将把微服务器首先用于前端Web服务器。有数据显示，Facebook在2010年6月时，其服务器数量超过了6万台，而2008年4月仅为1万台，即使到了2009年年底也才有3万多台。据估计，其在美国俄勒冈的数据中心开放后，Facebook的服务器数量将接近10万台。
服务器进入微时代？
Facebook确实代表了高速发展的新兴互联网企业的一种趋势。毋庸置疑，未来当新兴互联网业务和云计算需求彻底被激发，那时，我们将真正迎来微服务器的春天。
与英特尔对微服务器未来的预测相类似，天地超云公司产品经理伍瑞也认为，目前微服务器正处于高速成长期，从市场角度看，现在的市场份额不到5%，但3.5年内预计将达到15%.20%。这应该是一个比较乐观的估计。伍瑞同时认为，未来微服务器除了能够提供更高的密度以及更低的能耗外，还将针对不同的云计算应用场景进行细分及组件、系统级优化，以满足计算密集、网络密集以及I/O密集等不同计算类型的需求；同时，强化大规模部署及管理功能，并提供单机、机架、集装箱等多种交付方式。
戴尔数据中心解决方案事业部主管DrewSchulke认为，微服务器的这种增长势头将会持续到2014年。他的理由是，一些应用类型和工作负载的增长势头现在正旺，例如互联网应用、低端在线游戏和大数据，这些应用迫切需要数量众多的服务器级处理器，哪怕它们不是市面上功能最强大的处理器。有数据显示，全球每天新增7000台服务器，其中大部分都是用于社交网络和在线观看。DrewSchulke认为，未来随着应用规模的不断加大，能效问题会变得更加重要，因此，像基于Atom和ARM的服务器以及一些定制的精简版服务器可能会流行起来。
服务器从此将进入微时代吗？业界人士对此有比较清晰的认识。英特尔相关负责人认为，微服务器的市场容量不是无限的，因为并不是所有的负载都适用于微型服务器。戴尔高级市场经理彭宇恒表示，微服务器尽管前景广阔、发展空间大，但由于其自身特点和应用范围的局限性，它的用户基数较小，而且未来的市场份额也不会太大。
本报记者 郭平
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各种服务器及其特点
服务器的种类划分有很多维度，例如尺寸、配置特点和用途等。从用户的角度来说，按照其应用目标来进行分类无疑最方便采购、部署和应用。从这个维度出发，目前的服务器大致可以分为三大类：
面向I/O操作较密集、计算需求较低的简单轻量级服务的微型服务器；
需要较均衡I/O和计算能力的中量级负载的主流服务器；
需要以较高效率计算处理海量数据以支持企业核心业务运转，常常要配备高性能处理器平台和内存子系统的关键业务用服务器。
微型服务器看似并不是较关键的业务的承载平台，但却是服务器产品类别中的一个重要补充。因为它能为自己专注的应用负载带来最佳的能效表现。
如果按照外形结构的不同划分，可以将服务器分成塔式服务器、机架式服务器、刀片服务器和微服务器。
塔式服务器的外形及结构都与普通PC机差不多，但个头稍大，外形尺寸无统一标准。其主板扩展性较强，插槽很多，且机箱内往往预留很多空间，以便硬盘、电源等冗余扩展。这种服务器无需额外设备，对放置空间没多少要求，并且具有良好的可扩展性，配置也能很高，因而应用范围非常广泛。但它也有不少局限性，在需要采用多台服务器同时工作时，由于其个体较大、占用空间多，不方便管理。
机架式服务器是工业标准化产品，其外观按照统一标准来设计，配合机柜统一使用，以满足服务器密集部署需求，可节省空间，且便于统一管理。机架服务器的宽度为19英寸，高度以U为单位（1U=1.75英寸）。但由于内部空间限制，扩充性受限，此外，散热性也是一个需要注意的问题。在服务器托管中大都采用这种方式。
刀片服务器是一种高可用、高密度、低成本服务器平台，专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计，其主要结构为一大型主体机箱，内部可插上许多“刀片”，其中每一块刀片实际上就是一块系统母板，类似于一个个独立的服务器，它们可以通过本地硬盘启动自己的操作系统。每一块刀片可以运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。而且，也可以用系统软件将这些主板集合成一个服务器集群。刀片服务器比机架式服务器更节省空间，同时，散热问题也更突出。此类产品一般应用于大型的数据中心或者需要大规模计算的领域。
微服务器是服务器领域的一个新兴的产品类别，它具有单机多节点的特点，采用热插拔模块化设计，体积小、密度高、功耗低，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。
成功案例
微服务器开启淘宝绿色计算
随着淘宝用户数和访问量的增加，网络上部署的服务器数量也在不断增长。为了保障用户体验，淘宝在全网部署了几十个用于加速的WebCache节点，服务器的数量达到数千，其每天消耗的电量则非常惊人。在整个淘宝网运营成本中，耗电成本已占了相当比重，并还在逐年增加。因此，节约用电量已经迫在眉睫。
淘宝公司技术研发部核心系统研发产品经理何燕锋介绍说，在这种压力下，2009年年底，他们开始关注并启动了淘宝绿色计算项目。他说，对于IO密集型的CDN（内容分发网络）这样一个应用来说，它其实对CPU的性能要求并不高，但由于之前淘宝CDN应用采用的是传统的服务器，CPU的功耗较高，而CPU的功耗基本决定了整个服务器的功耗，即使CPU是闲置的，其功耗也很高，从而导致整体服务器的高功耗。于是，他们想到，是否可以使用一个性能不是很高的处理器，只要能满足应用需求就行，但功耗下降了，同时成本也就下降了。
有了这一想法，他们首先使用PC处理器和嵌入式处理器的主机进行验证，结果发现，当IO达到瓶颈时，果然CPU资源还很富余。这给了他们信心，使他们坚定了在满足性能要求的前提下，在CDN应用中采用比传统服务器省电的低功耗服务器的想法。而定制低功耗服务器就成为降低能耗的主要方案。
何燕锋介绍说，传统的低功耗处理器，其节省功耗的原理，是在原有高性能处理器的基础上，通过控制处理器在闲时的主频和耗电，同时简化乱序处理的逻辑模块，来减少不必要的消耗。但受限于原有的高性能架构，整体功耗降低效果并不明显，特别是在IO密集型的业务上。而用于静态内容加速的CDNWebCache服务器，主要功能正是对静态的网页和图片进行读写操作，属于IO密集型业务。“因此，针对IO密集型业务，我们需要寻找区别于以往传统的、更低功耗的处理器及其服务器方案。”何燕锋说。
大方向确定后，他们开始选择合适的处理器。首先，由于ARM架构与淘宝当前使用的x86架构不兼容，如果采用ARM处理器，将带来很高的后续成本，所以，他们首先排除了ARM。之后，他们发现了某厂商的一款低功耗处理器与其需求很接近。经过定制、优化改造等一系列工作后，2010年6月，该服务器上线了，但不幸的是，上线后的服务器与测试机房里的表现并不一样，稳定性差，不能完全满足要求。
之后，英特尔AtomD525低功耗处理器进入了淘宝的视线，最终，在英特尔和超微的支持下，根据淘宝CDN应用的需求，他们对主板、软件、硬件等进行了定制化的优化和改造，终于在2010年9月通过了上线测试。2011年年初，这种低功耗的服务器在淘宝大规模部署。目前已经部署的服务器有800台，采用2U机箱，每一机箱有8台服务器。
何燕锋说，目前这些低功耗服务器运行稳定，其功耗比传统服务器降低50%以上，而整体部署成本也只有原来的30%左右。
据了解，在该服务器定制完成并且进行一定规模应用的基础上，淘宝联合英特尔和超微等硬件厂家共同发起了开源“绿色计算”项目。该项目的主要目标是推动互联网整体硬件基础设施（包括服务器、网络设备、IDC机房、机架和电源等）的节能环保，并采用多方合作的机制，吸纳业内同行共同参与该项目，以共同推动“绿色计算”产业的发展。
本报记者 郭平
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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NanoU2250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AtomD525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AtomD525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ARMSoC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CalxedaARM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CEOBarryEvans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DrewSchulke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6GBSATA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PowerEdgeC5125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AtomD525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AtomD525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3.5个小时，这还要取决于当时云服务的繁忙情况。由于时间冗长且充满不确定性，eHarmony的其他应用也经常出现反应慢等情况，因为这些应用通常都需要预先得到匹配计算的结果。
eHarmony此前没有任何服务器硬件投资，所以，它很容易就部署了SeaMicro的SM10000-64微服务器，使匹配的时间显著减少。另外，与通过云服务来完成匹配计算相比，eHarmony部署了SeaMicro微服务器后，运营成本减少了74%。
去年年初，Facebook技术主管GioCoglitore曾声称，该公司并不准备融入服务器虚拟化的潮流之中，而是希望将微服务器作为一种廉价增长和快速故障转移的方式。他表示，Facebook已经测试了微服务器，并且有意将其用于大规模的数据中心，最迟在2012年年初就可以开始大规模部署。这位主管透露说，Facebook将把微服务器首先用于前端Web服务器。有数据显示，Facebook在2010年6月时，其服务器数量超过了6万台，而2008年4月仅为1万台，即使到了2009年年底也才有3万多台。据估计，其在美国俄勒冈的数据中心开放后，Facebook的服务器数量将接近10万台。
服务器进入微时代？
Facebook确实代表了高速发展的新兴互联网企业的一种趋势。毋庸置疑，未来当新兴互联网业务和云计算需求彻底被激发，那时，我们将真正迎来微服务器的春天。
与英特尔对微服务器未来的预测相类似，天地超云公司产品经理伍瑞也认为，目前微服务器正处于高速成长期，从市场角度看，现在的市场份额不到5%，但3.5年内预计将达到15%.20%。这应该是一个比较乐观的估计。伍瑞同时认为，未来微服务器除了能够提供更高的密度以及更低的能耗外，还将针对不同的云计算应用场景进行细分及组件、系统级优化，以满足计算密集、网络密集以及I/O密集等不同计算类型的需求；同时，强化大规模部署及管理功能，并提供单机、机架、集装箱等多种交付方式。
戴尔数据中心解决方案事业部主管DrewSchulke认为，微服务器的这种增长势头将会持续到2014年。他的理由是，一些应用类型和工作负载的增长势头现在正旺，例如互联网应用、低端在线游戏和大数据，这些应用迫切需要数量众多的服务器级处理器，哪怕它们不是市面上功能最强大的处理器。有数据显示，全球每天新增7000台服务器，其中大部分都是用于社交网络和在线观看。DrewSchulke认为，未来随着应用规模的不断加大，能效问题会变得更加重要，因此，像基于Atom和ARM的服务器以及一些定制的精简版服务器可能会流行起来。
服务器从此将进入微时代吗？业界人士对此有比较清晰的认识。英特尔相关负责人认为，微服务器的市场容量不是无限的，因为并不是所有的负载都适用于微型服务器。戴尔高级市场经理彭宇恒表示，微服务器尽管前景广阔、发展空间大，但由于其自身特点和应用范围的局限性，它的用户基数较小，而且未来的市场份额也不会太大。
本报记者 郭平
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各种服务器及其特点
服务器的种类划分有很多维度，例如尺寸、配置特点和用途等。从用户的角度来说，按照其应用目标来进行分类无疑最方便采购、部署和应用。从这个维度出发，目前的服务器大致可以分为三大类：
面向I/O操作较密集、计算需求较低的简单轻量级服务的微型服务器；
需要较均衡I/O和计算能力的中量级负载的主流服务器；
需要以较高效率计算处理海量数据以支持企业核心业务运转，常常要配备高性能处理器平台和内存子系统的关键业务用服务器。
微型服务器看似并不是较关键的业务的承载平台，但却是服务器产品类别中的一个重要补充。因为它能为自己专注的应用负载带来最佳的能效表现。
如果按照外形结构的不同划分，可以将服务器分成塔式服务器、机架式服务器、刀片服务器和微服务器。
塔式服务器的外形及结构都与普通PC机差不多，但个头稍大，外形尺寸无统一标准。其主板扩展性较强，插槽很多，且机箱内往往预留很多空间，以便硬盘、电源等冗余扩展。这种服务器无需额外设备，对放置空间没多少要求，并且具有良好的可扩展性，配置也能很高，因而应用范围非常广泛。但它也有不少局限性，在需要采用多台服务器同时工作时，由于其个体较大、占用空间多，不方便管理。
机架式服务器是工业标准化产品，其外观按照统一标准来设计，配合机柜统一使用，以满足服务器密集部署需求，可节省空间，且便于统一管理。机架服务器的宽度为19英寸，高度以U为单位（1U=1.75英寸）。但由于内部空间限制，扩充性受限，此外，散热性也是一个需要注意的问题。在服务器托管中大都采用这种方式。
刀片服务器是一种高可用、高密度、低成本服务器平台，专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计，其主要结构为一大型主体机箱，内部可插上许多“刀片”，其中每一块刀片实际上就是一块系统母板，类似于一个个独立的服务器，它们可以通过本地硬盘启动自己的操作系统。每一块刀片可以运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。而且，也可以用系统软件将这些主板集合成一个服务器集群。刀片服务器比机架式服务器更节省空间，同时，散热问题也更突出。此类产品一般应用于大型的数据中心或者需要大规模计算的领域。
微服务器是服务器领域的一个新兴的产品类别，它具有单机多节点的特点，采用热插拔模块化设计，体积小、密度高、功耗低，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。
成功案例
微服务器开启淘宝绿色计算
随着淘宝用户数和访问量的增加，网络上部署的服务器数量也在不断增长。为了保障用户体验，淘宝在全网部署了几十个用于加速的WebCache节点，服务器的数量达到数千，其每天消耗的电量则非常惊人。在整个淘宝网运营成本中，耗电成本已占了相当比重，并还在逐年增加。因此，节约用电量已经迫在眉睫。
淘宝公司技术研发部核心系统研发产品经理何燕锋介绍说，在这种压力下，2009年年底，他们开始关注并启动了淘宝绿色计算项目。他说，对于IO密集型的CDN（内容分发网络）这样一个应用来说，它其实对CPU的性能要求并不高，但由于之前淘宝CDN应用采用的是传统的服务器，CPU的功耗较高，而CPU的功耗基本决定了整个服务器的功耗，即使CPU是闲置的，其功耗也很高，从而导致整体服务器的高功耗。于是，他们想到，是否可以使用一个性能不是很高的处理器，只要能满足应用需求就行，但功耗下降了，同时成本也就下降了。
有了这一想法，他们首先使用PC处理器和嵌入式处理器的主机进行验证，结果发现，当IO达到瓶颈时，果然CPU资源还很富余。这给了他们信心，使他们坚定了在满足性能要求的前提下，在CDN应用中采用比传统服务器省电的低功耗服务器的想法。而定制低功耗服务器就成为降低能耗的主要方案。
何燕锋介绍说，传统的低功耗处理器，其节省功耗的原理，是在原有高性能处理器的基础上，通过控制处理器在闲时的主频和耗电，同时简化乱序处理的逻辑模块，来减少不必要的消耗。但受限于原有的高性能架构，整体功耗降低效果并不明显，特别是在IO密集型的业务上。而用于静态内容加速的CDNWebCache服务器，主要功能正是对静态的网页和图片进行读写操作，属于IO密集型业务。“因此，针对IO密集型业务，我们需要寻找区别于以往传统的、更低功耗的处理器及其服务器方案。”何燕锋说。
大方向确定后，他们开始选择合适的处理器。首先，由于ARM架构与淘宝当前使用的x86架构不兼容，如果采用ARM处理器，将带来很高的后续成本，所以，他们首先排除了ARM。之后，他们发现了某厂商的一款低功耗处理器与其需求很接近。经过定制、优化改造等一系列工作后，2010年6月，该服务器上线了，但不幸的是，上线后的服务器与测试机房里的表现并不一样，稳定性差，不能完全满足要求。
之后，英特尔AtomD525低功耗处理器进入了淘宝的视线，最终，在英特尔和超微的支持下，根据淘宝CDN应用的需求，他们对主板、软件、硬件等进行了定制化的优化和改造，终于在2010年9月通过了上线测试。2011年年初，这种低功耗的服务器在淘宝大规模部署。目前已经部署的服务器有800台，采用2U机箱，每一机箱有8台服务器。
何燕锋说，目前这些低功耗服务器运行稳定，其功耗比传统服务器降低50%以上，而整体部署成本也只有原来的30%左右。
据了解，在该服务器定制完成并且进行一定规模应用的基础上，淘宝联合英特尔和超微等硬件厂家共同发起了开源“绿色计算”项目。该项目的主要目标是推动互联网整体硬件基础设施（包括服务器、网络设备、IDC机房、机架和电源等）的节能环保，并采用多方合作的机制，吸纳业内同行共同参与该项目，以共同推动“绿色计算”产业的发展。
本报记者 郭平
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