現在,刀片服務器對我們來說已是司空見慣的事物了,但是它能發展到今天,其實也需要滿足很多的條件。 回顧刀片服務器的發展歷史,可以幫助我們更好地判斷未來的技術會向什么地方發展。
VMEbus架構在1981年左右問世,這或許就是后來逐步發展成為刀片服務器的技術源頭。VMEbus要求在一塊底板上安插多塊電路板。
這種技術經過了若干年的發展,直到1995年Cubix-ERS(Cubix增強資源子系統)問世。Cubix是人們為了設計出與現代的刀片系統相同目標的系統而進行的第一次嘗試。最大的問題是熱拔插能力很有限以及很多資源不能共享。但這種技術已經在很多方面與如今的“非刀片”系統比如Supermicro FatTwin很接近了。 史蒂文斯福斯克特(Steven Foskett)專門為此寫了一篇文章。
標準很重要
最后,各種標準被陸續開發出來,其中最值得關注的是CompactPCI,正是該標準讓刀片服務器能夠被應用于商業領域。熱拔插CompactPCI等技術整合到系統中之后,可以解決基于歐洲卡的VMEbus所遇到的很多問題。
最早的CompactPCI總線支持基于底板的計算機,其中所用的各種卡可以象VMEbus一樣隨意增減,但是使用的是標準PCI信號。
你可以想見,這些卡與現代服務器中所用的PCI卡并無太大的不同,底板就是服務器。區別在于PCI卡從設計上來說并沒有太多令人頭疼的東西。
直到PCIMG標準組織發布2.16版CompactPCI,現代刀片服務器才問世。CompactPCI封裝交換底板允許以太網被用于連接底板上的各種卡。
這是一種控制著一整套可插拔卡的服務器,它還有可能逐步發展成一臺能夠監管一組獨立連網服務的管理員設備。
在相當長的一段時間里,刀片底板完全取代了CompactPCI(及其后續的CompactPCI Express)的全部PCI信號組件,因為最重要的互連技術一般是以太網。
這是一場有趣的較量,因為以太網逐步被公認為當今基于閃存的數據中心里的一個瓶頸,PCI Express信號技術或許會在下一代CompactPCI Express底板總線中再度出現,實現象A3Cube那樣的內節點通訊功能。
標準的發展過程是一個很長的過程,但是最終版本中的大多數元素在9月份得到正式批準前早就家喻戶曉了。
克里斯托夫希普(Christopher Hipp)和大衛柯克比(David Kirkeby)在2000年提出了刀片服務器的專利申請。在CompactPCI標準得到認可和2002年專利獲批前的一個月內,他們通過自己的公司RLX Technologies推出了首款刀片服務器。RLX由前康柏的6名員工組成,2005年被惠普收購,比惠普收購康柏早幾年。當RLX被出售給惠普時,希普寫了一篇題為《刀片計算的歷史篇章結束了》的文章。
希普在文章中提到,RLX的刀片機(在2005年時)的競爭對手包括惠普、康柏、戴爾、IBM和Sun,這些競爭對手大多是在2002年和2003年進入這片市場的。
刀片機有實力
刀片機通常都是計算能力強大的計算機,但是它們一開始并不是那樣。 最早的刀片機并不是想做得有別于如今的微服務器或物理化項目。
利用為了降低能耗和減少產生的熱量而設計的微處理器,目前最接近的模擬產品要算Supermicro的sMicroCloud或惠普的Moonshot。
利用筆記本電腦組件來搭建刀片機以及利用共享底板來降低能耗成本的時代已經一去不復返了。
如今的刀片機通常包含兩個處理器和同等數量的RAM,只要能封裝到一個機箱中即可。它們運行的是一級企業工作負載,可以虛擬化,但是尺寸規格較大,功率強大,能耗較高。
利用筆記本電腦組件來搭建刀片機以及利用共享底板來降低能耗成本的時代已經一去不復返了。如今的刀片機在計算密度上已經完全超出了常規。 惠普的液冷Apollo 8000刀片機系統中的一個機架的功率就高達80千瓦。
隨后,新一代微刀片機應運而生。最早的“由很多個低功率、低效率核心組成”概念至今仍有支持者。 但是不用將筆記本電腦的組件整合到一個共享底板上,我們現在可以將智能手機那么多的組件整合到更小的底板上,也能夠實現相同的目標。
發展演變
需求的發展演變改變了刀片機系統。從最初的“由很多低效率但互換性極高的核心組成”開始,刀片機到現在已經在每一個方面都得到了增強。 有些人需要效率相對較低但數量很多的存儲資源;萜蘸推渌芏鄰S商就開發出了這類產品。
有些人需要能夠支持更多擴展卡的刀片機,為的是支持電信、檢測甚至基于GPU的VDI。這所有的領域都有對應的廠商。
但是主流應用方案仍然是將很多技能能力整合到盡可能小的機箱中,同時要保證產品在生命周期中能夠輕松提供服務。
最初被開發出來的是VMEbus,它可以讓工業系統中的服務卡變得更容易。三十多年過去后,易用性仍然是用戶在挑選后續產品時最看重的性能。
或許最有趣的是語言的發展演變方式。當刀片服務器從很多個效率偏低的系統轉向效率很高的系統,我們可以用不同的名稱來稱呼它們。 但我們沒那么做。
“刀片機”很吸引人。從營銷市場的角度來說,繼續使用這個品牌名稱當然更好一些。 相反,我們為最早的刀片機概念的后續技術賦予了新的名稱,包括Moonshot、MicroCloud、結構計算等等。
這個名稱的意義隨著時間的變化也發生了變化。在討論我們的這個行業的過去以及展望未來的時候,這些名稱上的變化是有好處的。我們與專業人士進行了數次討論,討論的內容與命名無關,名稱與營銷而非引擎有關系。
很長的使用壽命
在長達30多年的歷史中,廠商們一直考慮以一種形式或另一種形式來進行設計。如果你認為這種做法沒有價值,那似乎有些傻氣。尤其是當刀片機的基本元素的種類并沒有你安裝在它內部的處理器的種類那么多的時候,易用性就顯得非常重要。
盡管如此,業內的某些人仍然在唱衰刀片機的未來前景。最典型的替代方案是開放計算(Open Compute)項目或Supermicro的Twinservers使用了“非刀片機”設計。
這些解決方案都使用了共享底板,但是沒有與節點互連的共享底板,也沒有底板一級的管理程序來進行高級管理。
刀片機提供的易用性是有代價的。刀片機的價格并不便宜。 動輒配備了幾十萬臺服務器的超大規模云供應商是絕不會忽視這部分成本的,它們肯定會選擇盡可能便宜的設計。
但是世界并不都是超大規模的云。很多云供應商的規模要小一些。 由于美國政府傾向于壓制美國自己的云市場,因此地區性的小規模云將在未來數十年里唱主角。
這些供應商希望刀片服務器便于使用,大中型企業用戶都還未打算將它們所有的IT資源都交給公共云來管理。
不管是標記云、非刀片機或其他技術,新技術將層出不窮。這并不意味著刀片機就要退出歷史的舞臺了。 它們將開辟新的市場。
三十年后,我們將使用它們的后續產品,我們會發現它們到處都是,比如云甚至太空之中。易用性是成功的關鍵。
刀片機反映了技術。 開發傾向于不僅支持所有這些技術,而且還支持它們。這是一個非常罕見的案例。相反,技術A和技術B總能找到合適的市場。
我們下一次或許應該考慮的事情是獨立狀態下的技術選擇。
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本文標題:刀片服務器發展簡史