大厂力挺 Power生态加速扩展

Google的大规模资料中心正准备好从英特尔(Intel)的x86架构转向IBM Power伺服器;同时，该公司也为转向ARM伺服器准备就绪;然而，这条道路其实还没有走多远。

Google的大规模资料中心正准备好从英特尔(Intel)的x86架构转向IBM Power伺服器;同时，该公司也为转向ARM伺服器准备就绪;然而，这条道路其实还没有走多远。

在日前于美国加州圣荷西举行的OpenPower Summit 2016，展示了近60种OpenPower系统，数量较去年多好几倍。另一方面，Google也已为转向Power伺服器架构做好了准备，将大多款Google App和基础架构软体移植到两年前开发的Power8伺服器。

Google平台部门工程技术经理Maire Mahony表示，“对于优秀的软体开发人员来说，使用Power伺服器只需修改设定档中的一个标示就可以了。”Maire Mahony负责Google的资料中心硬体，他同时也是OpenPower Foundation总监。

Google目前正与一家小型资料中心服务供应商Rackspace合作，共同设计Power9伺服器。这款被称为Zaius的伺服器(参考图1)将使用两颗Power9晶片、32个支援第4代PCI Express的DDR4 DIMM插槽和插座，以及IBM的CAPI介面和Nvidia的NVLink互连介面。这是一种为48V机架设计的48V伺服器。

Google和Rackspace透露双方正合作开发一种双插座的IBM Power9伺服器

在这次大会上，IBM首次介绍了Power9的发展蓝图。这款处理器将搭载24个最新设计的核心、最新版的CAPI和NVLink互连，以及IBM尚未正式发布的全新25Gbit/s互连介面(如图2)。

Power9有两种款式，一种使用直连记忆体，用于大型资料中心实现向外扩展丛集，另一种使用缓冲记忆体，用于大企业的向上扩展系统。Power9处理器即将投片，预计将采用Globalfoundries的14nm制程制造，在2017年底上市。

Google并未自行搭建Power8伺服器，移植大多数的软体只是为了在与英特尔议价时能有更多的话语权。Google平台部门资深总监Gordon MacKean表示，“这牵涉到掌握着所有可用的技术，然后选择最佳性价比的技术加以部署，最终实现最佳的平台化。”

Google也在其实验室中准备了ARM硬体，并将一些软体移植到这些硬体上。然而，MacKean表示，“我认为在使用ARM方面有点落后，而在使用Power时倒是遥遥领先。”但他并未披露移植所采用的ARM硬体细节。

“我们将继续观察整体情况⋯⋯针对实际部署，你在任何时间点都必须准备好‘扣扳机’”，MacKean说道。

MacKean补充道，“每一种平台间都会彼此跨越，就像AMD/英特尔时代一样⋯⋯如今，竞争表现在指令集架构上，因此情况更加复杂，但我们会全力以赴⋯⋯尤其现在还有Open Compute可以使用，因而带来更多选择。”他并透露，Google在今年稍早加入了Facebook主导的开放源码硬体小组。

Power和Open Power发展蓝图

IBMPower9处理器包含尚未发布的全新25G互连介面

IBM的Power发展蓝图(图3)包含了将在2018至2020年间采用10nm和7nm节点制造的各种Power8和Power9晶片计画。另外，协助成立Open Power小组的IBM院士兼Power开发副总裁Brad McCredie透露，IBM还计画在2020年后开发一种全新的架构。

从PowerPC开始就一直在研究IBM处理器的McCredie强调，“几年来，我们至少都有一个人在负责Power 10⋯⋯，而且我们经常开会，积极地执行既定计划。”

Power9采用的最新加速器互连仍然是个谜。就像Nvidia NVLink2.0一样，它可作业于最高达25Gbit/s的速率。但本质上是否就是CAPI 2.0或与其一致则无法确定。

IBM开发CAPI的部份原因在于需要一种比PCI Express更快的介面，而且不至于在传输层造成负担。McCredie只说这种新的互连就像任何介面一样，关注的是提高频宽和缩小延迟等扩展功能。

IBM已经在研发即将于2020年后推出的Power10架构

在I/O方面，Power9“将是首款支援PCI Gen 4的首款处理器，我们已经走在PCI SIG标准委员会的前面，不久即将投产了。”McCredie指出，从技术角度来看，Gen 4规格最早要到今年年底才会发布。

在致力于开放IBM Power架构约两年后，只出货了大约6种未加上IBM商标的伺服器设计。另外，IBM在CAPI互连方面有6家合作夥伴，至今出货约20种不同可插入CAPI互连介面的电路板。

“微处理器设计非常昂贵、耗时且难度大。”McCredie在大会中表示，“开放汇流排的影响较设计微型单元更大，因为围绕汇流排存在许许多多的创新。”

在今年的高峰会上，IBM也宣布同时开放Power记忆体汇流排。开放的目的在于当推出新的储存级记忆体与记忆体堆叠时，让开发人员更易于打造新的主记忆体系统类型。

这种记忆体汇流排规格目前处于0.2版草案阶段，预计在今年底可能推出最终版。Open Power技术工作组主席Jeff Brown表示，它可以帮助开发人员“在前端增加处理功能，让他们不必担心Power记忆体到主机介面之间如何作业。”

Open Power技术工作组最近还完成了连接CAPI元件和Linux的软体介面任务。去年，该工作组成立了其他的一些工作组，包括研发最新25G介面的工作组。

加速是新的主旋律

OpenPower高峰会上的潜在意义是摩尔定律(Moore’s Law)变慢了，无法提供正常的性能与价格进展。这个产业已经开始竞相从使用加速器的更高整合伺服器架构中获益了。

英特尔收购Altera以及发布3D XPoint记忆体的行动显示，该公司正稳步走向专有化道路。考虑到这种解决方案的高成本，使得Google和Rackspace等公司开始探索开放硬体产品替代方案，Rackspace资深总监Aaron Sullivan表示。

在研发具体应用时，Rackspace发现使用CAPI加速器可以使性能提升10倍。“现在我们想为我们的所有应用导入开放硬体。”Sullivan并补充说，“在实现开放加速器的道路上，我们已经走了三分之一的路程，”只要是该公司的云端服务客户都可以使用这些加速器。

Google展示史丹佛大学整理的图表指出，微处理器的进展跟摩尔定律一样放缓了脚步

进一步向前发展必须使用可编程晶片，Sullivan引用微软(Microsoft)在FPGA方面的工作时表示。这时需要具有硬体描述语言等底层编码经验的大量程式设计人员。

Mackean表示同意这样的看法：“我们都看到代工厂的现况以及这种制程技术，节点微缩的速度并未如我们想像的快速，每个人都在设法实现，整个产业也正努力加以因应。”

事实上，OpenPower大会和Nvidia的年度盛会是在同一地点举办的，Nvidia发布了一款高阶的通用处理器(GPU)，微软则针对这种通用处理工作使用了FPGA。

“我们认为，Power是针对英特尔架构的一种有趣替代产品，因为它拥有强大的核心，足以与英特尔的核心一较高下。”MacKean表示，“IBM的发展蓝图中只包含设计技术，并不涉及节点缩小，IBM希望透过改善架构以提升频宽和整合度⋯⋯就像是增强I/O性能一样。”

最新OpenPower系统

中国推出新款Zoom伺服器，最多可整合4颗Nvidia GPU加速器

中国也许是OpenPower的最大机会，部份原因在于中国亟需不必付高额授权费用的架构。

然而，今年的高峰会与去年相较基本上变化不多。去年，OpenPower的一家晶片制造商——苏州中晟宏芯(Suzhou PowerCore)展示了一款名为Zoom的处理器，并获得一家不具名的伺服器制造商采用。

“设计一款处理器需要花费很长的时间。”McCredie表示，“预计今年6月在中国举行的OpenPower大会上将透露更多的消息，此外，中晟宏芯的CP1已经开始出货了。”

中晟宏芯推出的Power架构处理器

在今年的大会上展示了近60种OpenPower系统，数量较去年多好几倍。然而，其中约有20多种是介面卡而不是伺服器，而且还有几种是网路交换机或扩展箱，有些伺服器则贴的是原型机标签。

Penguin的系统

Penguin的系统(图7)使用了Nvidia GPU加速器。该公司正部署Rackspace系统(图8)，很快地就能提供给使用者。

Penguin部署Rackspace的系统

ITL(图9)是另外一家新加入的中国伺服器制造商。RTDS Technologies(图10)则展示一款原型系统，主要用于电力公司进行模拟。

业界巨擘齐聚一堂

在这次大会上，IBM还邀请业界巨擘一起和产品进行拍摄。为了驱动创新以及鼓舞士气，该部门将在今年举行一项创新设计竞赛，并在今秋举行的超级运算大会(Supercomputing)上颁发16,000美元的奖金给获?的创新设计。

该工作小组并缓步推动认证计画。目前已经有68种产品标示了易于取得的OpenPower商标。相容性工作小组已经开始制定认证计画，并于4月8日举行首次插拔测试大会。