为数据中心而来的刀片服务器

如果在企业数据中心的竞争中，是看谁能以最少的代价获得更多的计算动力，那么原本就为数据中心而来的刀片服务器无疑是最合适之选择。刀片服务器具有更好的管理性是毋容置疑的，最主要的是刀片服务器相比于1U机架服务器的TCO优势已经凸现出来。

有测试数据显示，刀片比1U机架服务器在处理器密度上的提升最高达到4倍，而功耗却节省了20％～30％。这些数字无论是从寸土寸金的机房，还是从不断飙升的能源价格来看，都是具有相当诱惑力的。

但是，为什么经过这么多年，包括IDC和Gartner在内的市场调查机构始终没有对刀片服务器的发展给出更大胆的预测呢，刀片服务器在整体服务器市场中的占有率是一路蹒跚，如今也不过10％左右。

不可否认，早期的刀片服务器更像是搞T台秀的产品。尽管各厂商承诺了很多，但在实际应用中并不能给用户带来明显的成本节省。在2003年的时候所谓的第一代刀片服务器，8片或10片刀片的机箱使用的机柜空间和机架式服务器是等同的，而且刀片和底板之间的I/O带宽却非常有限，为此也决定了这些产品最多只能胜任Web服务器整合的情况，而并不能用于关键业务应用的支撑。

但是，即使在那个时候，仍然有一点是很明确的：刀片服务器的管理相比于以前管理多个独立的机架式服务器来说要容易很多。

今天，刀片服务器设计已经改善了很多，无论是刀片之间还是刀片与背板之间的带宽都已经很充足，部件的模块化也更为成熟，处理器密度增加了，电源功耗也大大低于预期，足可以在其三到五年的生命周期中提供很好的投资保护。

同样刀片还提供了相当的灵活性。为了让刀片服务能够适合各种企业应用环境，刀片服务器厂商并没有把刀片系统限制在某一种I/O（如互连、网络还是存储）上，而是为各种目标环境提供了足够的带宽，或者允许IT人员为其分配他们认为合适的I/O。看起来好像刀片服务器厂商也在步一些核心交换机厂商的后路：把这个框架做得很大，这样足以让用户把在可见的将来想要的东西都能塞进去。

刀片服务器的企业用户最终还是会越来越多。根据Gartner的预测数据，到2011年刀片服务器的出货量将飙升到230万台，届时将占据到整体服务器市场的22％。尽管刀片服务器比传统的1U机架服务器在价格上还是要贵不少，但是毕竟在运营成本上刀片服务器将带来30％的节省，所有这一切将促使最新一代的刀片服务器进入需求旺盛的企业核心计算，以及服务器虚拟化应用领域。

当然，上述这些都是服务器厂商迫切需要广大用户知道的。从另一个角度来说，即便刀片服务器在电源消耗方面有所节省，但是这些高密度计算系统的能源需求对于整个基础架构仍然会造成很大的负担，尤其是对于一些老的数据中心更是如此。通过将机架式服务器更换为刀片服务器，一个满载的机柜中的处理器密度可能会达到原来的四倍，企业有足够的能力来为这些刀片服务器供电和制冷吗？

相信很多数据中心的管理者给出的答案都是否定的。根据一项最新的数据中心调查结果，到2011年，96％的现有数据中心设施都将因为受限的电源及冷却能力而被重新设计改造。相当多的数据中心管理者都表示热量密度或者电源密度是他们面临的最大挑战。

简化网管员的工作

对于企业来说，刀片服务器的哪些特性是至关重要的呢？通过对企业用户的调查，结果显示，排在最前面的两项是高可用性的集群功能以及监控和管理特性。确实，各刀片厂商也都表示其刀片服务器系统具有支持第三方管理软件的能力，有的还将KVM作为一个主要的卖点。

相信从事过网络管理或者系统配置的人都知道，对传统服务器进行物理配置、安装以及布线是一个相当耗费时间的过程，而且这些工作必须安排在预先计划好的停工期来做。这样才可以确保机柜中的其他服务器不会意外中断而影响到业务。即便是简单地更换一块出了故障的NIC或者电源也同样是有可能危及业务的动作。

但是，对于刀片服务器系统来说，模块化设计是专门考虑到了热插拔、热交换的，因此更换部件也并不需要将整个机箱停工来操作。这样服务器维修时间可以从以前的数小时降低到现在的几分钟；大多数刀片服务器提供的统一的管理界面从软件角度大大简化了服务器系统管理员的工作。当然，设计优良的刀片服务器应该提供板载的刀片级网络管理接口界面，以及用于直接连接的前端KVM和USB端口，这样可以方便于管理员的直接操作。

几大服务器厂商提供的刀片服务器都具有详尽的基于Web的管理和监控特性，包括服务器级和机箱级；很多还提供了集成的iLO管理端口，方便系统管理员对整个机箱中的所有刀片进行状态监控和系统配置。

特别需要指出的是，HP还领先一步为其基于Web控制的每个刀片机箱上提供了一个本地的多功能LCD界面，在这个界面上支持所有Web界面中的管理特性。这样省却了本地管理时为机箱连接笔记本电脑或KVM的麻烦，同时由于远程Web界面和本地LCD屏显示内容相同，再加上其提供的会话模式，可以让远程的技术人员与刀片服务器机箱旁边的技术人员进行交互式通信。不难理解，这种双向通信能力对于分布式企业来说是非常有用的。

迎合绿色化需求

数据中心电源和冷却的成本已经被提到了空前的高度上，而且这已经不仅仅是某些企业或个人关注的焦点了。去年7月，美国众议院通过House Bill 5646，该议案命令美国环境保护署分析联邦政府和私人企业的计算机数据中心在快速增长和能源消耗方面的状况。该议案的发起者指出，数据中心每年的总用电成本已经在33亿美元左右，据估计一个10万平方英尺的数据中心每年的使用成本将近6百万美元。

密度越来越高的系统，运行速率越来越快，产生的热量也越来越多，运行一台服务器的成本大约只要经过短短四年就完全可以超过其初始的购买成本。由于刀片服务器系统的实际能源消耗取决于很多可变因素，如处理器、内存、芯片组、磁盘类型等等，因此不可能确定到底谁是该类产品中的真正赢家。

但是几乎所有厂商提供的数据，都表明它们的刀片系统能够比传统服务器带来20％～25％的能源节省，而且这些产品都提供了温度监测功能。在机箱到机柜的冷却方面，各厂商也是各显神通，不仅把供电和冷却整合到机柜之中，而且在提升能源效率方面也有很多考虑。HP提供的能量智控技术可以持续监控系统的温度以及刀片级、机箱级或机柜级的能源使用情况，并动态优化气流和电源消耗，从而帮助企业用户控制电源预算。

有的刀片服务器产品还提供了直流电源选项。我们知道，如果企业的数据中心中已经大规模使用了直流电源系统，那么采用直流电源供电的刀片服务器，是可以给它在电力消耗方面提供更明显的节省。

削减空间成本

刀片服务器的一个显著优势就是可以将大量的处理能力包装在最小化的机柜空间中。如HP最新的10U高度的BladeSystem c7000机箱可以很方便地装入机柜中，每个这样的机箱可以容纳16颗双核处理器，这样就在一个传统的42U机柜中挤进去了128个CPU单元。这对于寸土寸金的数据中心来说，无疑是空间方面的大大节省。

当然，衡量哪个厂商在这方面做得更好，也不能仅仅简单地看同样空间中包装的处理器数量，这些刀片系统是如何被聚合在一起，以及它们如何更好地服务于数据都是需要注意的方面。

同时，对于刀片服务器来说，也非常有必要去关注一下两路处理刀片和四路处理器刀片系统的不同。应该说市场上最常见的双路处理器刀片系统基本上等同于传统的1U或2U服务器，而像Sun Blade X8400这样的四路处理器系统则相当于传统的4U服务器。这种结构使得它在刀片级就能够支持到更大型的计算任务，所以像Sun的四路刀片服务器更适合于进驻对计算有苛刻需求的应用环境。

高吞吐的数据通道

对于现代IT环境来说，数据吞吐能力和计算处理能力一样重要。这也就意味着刀片服务器要想与传统服务器竞争，在支持用于管理和基础网络通信的多个GbE连接的同时，还必须跟得上高速率的传输架构的步伐，如4Gb光纤通道、4xInfiniBand以及10Gb以太网等等。

之所以要将数据传输通道以及吞吐量作为一个重要的考量问题，是因为当今情况下，一旦用户决定购买某刀片系统，就意味着用户将会被锁定到一个厂商的硬件平台上，起码在可见的未来都会是这样，因为刀片服务器背板标准远还没有影子。这样用户就需要仔细斟酌这些接口技术，确保用户购买的机箱能够为未来的高速接口和处理器技术提供很好的投资保护。

令人高兴的是，IBM、HP、 Sun等厂商提供的刀片服务器都对未来扩展到新一代的处理器以及高速I/O接口提供了潜在支持，而且这些系统的中间板带宽也非常发适合使用万兆以太网以及 8Gb/10Gb光纤通道适配器和交换机，显然这些系统都能为企业客户提供很好的投资保护。HP还率先为以太网和光纤通道引入了虚拟连接技术，并且在相邻的刀片插槽之间提供了高速的交叉连接，这可以有效改善多刀片机群应用情况下的性能，也可以为未来存储刀片提供支持。

关于I/O值得关注的另一个方面是端口的多样性和灵活性。从潜在能力方面看，刀片系统肯定是要比相同数量的机架式服务器更强大的，因为它们具有共享支持多个基础架构的能力，通过集成的交换机模块还可以有效减少线缆，而这些全要依赖于刀片本身提供的端口的多样性和灵活性。

追寻标准化

全球前几大的服务器厂商均在提供着刀片服务器产品线。不过，无论是IDC和Gartner等市场机构，还是广大企业用户，都承认IBM、HP、Dell是排名前三位的刀片提供商，在市场份额方面，IBM比HP大约领先10个百分点，排名第三的Dell的市场份额低于HP的一半。其它提供刀片的厂商市场份额都没有达到两位数，稍好的是Sun。

对于企业用户来说，买进一台刀片服务器系统就意味着很长时间需要向同一供货商购买服务器以及互连模块。对这一点的担心有多严重，取决于持不同观点的企业，不排除有很多企业更愿意和单一的供货商打交道，他们觉得这样可以省却在支持、服务等方面的扯皮，而且当向同一供货商购买了大量服务器之后往往在价格上还可以享受到很好的优惠。

去年，IBM正式发布了Blade.org，宣称要推动刀片系统模块和互连方式的标准化设计。应该说这是一个很好的计划，但是不可否认，这些所谓标准都是基于IBM的BladeCenter理念，这多少让其他竞争对手厂商感觉不舒服。

对于IT来说，标准化的硬件可以改善竞争并使之向更好的方向发展，这也不乏先例，如PCI、 ATX、SATA、SCSI等都是标准化的受益者。但是，当我们为刀片服务器组成的设计规范而拍手称道的同时，相信目前大家都还没有百分百地信服IBM的 BladeCenter系统能够代表最好的长远设计标准。目前已经有人提出，Sun公司最新的Blade 8000模块化系统后面隐藏的高性能设计理念更值得引起业界人士的关注。

将I/O模块从刀片上取下来，随意把它们移动到背板上的热插拔区域，使用不受厂商约束的PCIe模块技术来进行通信和互连，这些看起来更像是为未来刀片服务器描画的一幅愿景。当然，为此也会促进更广泛的业界厂商之间的协作或合作。