服务器最新技术发展趋势

• 功率 7,599 瓦 •层数 10 • 重量 1,701磅 • 硬盘 480个
机柜总体情况
机柜总体情况
机柜总体情况
15.97GB/瓦
31.6GB/瓦
1.06$/GB 5,513GB/立方英尺
1.30$/GB
2,412GB/立方英尺
机柜规格
•功率: 6-12 千瓦； 空间: 42U (43.54 立方英尺); 重量: 1500-2000磅
为可能的灾难 而准备的远程镜像
存储技术的转变
(大约2000年) 特有的
业务驱动因素
(Today) 可用的
(Tomorrow) 优化的
• 备份 • 存储岛
使用的技术
• 快速存储
• 管理
• 连续保护
• 自动化
SANs
• 整合 • 2Gb 速度 • 带交换机的光纤
分层存储
• 备份到磁盘 • 4Gb光纤SAN 和 iSCSI • SAS/SATA • 复制
最新技术发展趋势
CHK ESG CoC
March, 2007
议程
• IT 业界发展趋势 • Dell可扩展的企业战略
• 企业级系统组发展蓝图
业界发展趋势
服务器发展趋势
核心服务器技术基本模块
处理器
芯片组
输入/输出 子系统
内存
处理器技术
.13µ 微米
2001
90nm 纳米 65nm
2003 2005
广域网
光纤通道 协议（FC） 的存储局 域网 （SAN）
FC/IP设备 FC/IP设备
光纤通道协 议的存储局 域网（SAN）
广域文件 系统（WAFS）
•
FC-IP设备在SAN解决方案中越来越流行
– – – 远程扩展与复制 磁带库备份与档案整合 资源优化，支持iSCSI主机访问已有光纤通道存储设备
•
光纤通道(FC)系统供应商正在扩大其产品范围,开拓WAFS(广域文件服务)解决方案
Clovertown)
存储
• 满足萨班斯· 奥克斯利法案
(SOA) 和其他需求
最佳实践
• 确保在分布式环境中的灾
难恢复/业务连续性
• 包括可计划的宕机时间和资
源需求的补丁管理
• 减小备份窗口
• 对爆炸性增长的数据进行管
理和备份以及整合
• 系统管理应用策略的创建
和管理.
• 服务器整合，包括映像文件
和机器的整合
可扩展企业 1.0 版 2000–2005
733MHz
3.66GHz 单路 3.0GHz 多路
前端总线 800MHz 单路 400MHz 多路
133MHz
频率
133MHz
66MHz
1995年
时间 2000年
2005年
“一体化”的可管理性
在可管理性上的统一，有利于简化操作
• • • 可扩展性
– – – – 提供统一的管理框架
控制 (编排)层 资源管理层
密集型存储阵列柜
2U机箱,每机箱12个硬盘
•功率 7,245瓦 • 层数 21 •重量 1,575磅 •硬盘 252个 17.4GB/瓦 1.40 $/GB 2,895GB/立方英尺
3U机箱,每机箱15个硬盘
• 功率 6,573 瓦 • 层数 14 • 重量 1,611磅 • 硬盘 210个
4U机箱,每机箱48个硬盘
处理器
内存
I/O总线
显卡
硬件
硬件
内存：技术发展路线图
接口
DDR4 DDR3
全缓冲内存模组
533/667 667/800 667/800
全缓冲内存模 1067/1333 组-2代
800/1067 1067/1333
1333/1600
DDR2
400/533/667 533/667/800
DDR
333/400 1.8V 1.5V 1.2V
标准化
• 栅格存储
• 10Gb以太网
• 固态存储硬盘 • 存储空间的回收和使用
整合的FC（光纤通道）和iSCSI存储阵列
数据中心/中央服务器 远程/辅助服务器
光纤通道SAN
GB级以太网交换
整合的 FC/iSCSI存储阵列
iSCSI存储方案中的千兆以太网与万兆以太网
1 1 2 n
2
n
1
2
n
…….
…….
…….
1Gb
1Gb
1Gb
1Gb
1Gb
ห้องสมุดไป่ตู้
1Gb
10Gb
10Gb 10Gb
1Gb
1Gb
10Gb
10Gb
10Gb
10Gb
服务器至存储器的链路全部为 千兆以太网
服务器至交换机为千兆以太 网，交换机至存储器为万兆 以太网
服务器至存储器的链路全部 为万兆以太网
光纤通道和iSCSI的存储性能
iSCSI 主机
IP协议 的局域 网
• 可以预见得到的 业务价值
能耗管理
如何实现价值 的最大化？
28
Excerpted from Gartner: Growing IT's Contribution: The 2006 CIO Agenda 1/06
服务器 | 存储 | 服务 – 应付挑战的最佳方案
服务器
• 能耗和热能管理 (Woodcrest,
45nm 32nm 22nm
2007 ~2009
~2011
…… …… 纳米 摩尔定律确实存在!
多核技术
多核架构技术的引进，将会把多线程性能提升到一个全新的高度
昨天 单核处理器 今天 多核处理器
奔腾 Pentium® 4
酷睿双核 Core™ Duo
速龙 Athlon FX
速龙 Athlon 64 X2
• 在虚拟化上的培训和投入
足够的资源
• 分布式存储单元的整合 • 确定新的存储和光纤技术
• 整个 “复杂网络”的系统管
理
• 迁移(包括Unix,
Exchange,Active Dicectory)
企业级战略
以简便的方式部署和管理经优化的解决方案，促进业务成长
简化操作
单一责任点
优化解决方案
积极采用最合适的技术 合作伙伴关系，促成完备、 开放的解决方案 精心构建，以最大限度地 提高效率
VIO
更低CPU使用量 I/O效率提高 网络吞吐量增强
BLADE iWARP协议, iSCSI标准
TOE (TCP/IP卸载引擎)
加速技术
05年
06年
07年
08年
09年
10年
为什么“扩展（scale-out）”之路不可避免:
多路与单路CPU的比较
由于验证的复杂性，多路系统的前端总线速度比单路系统的慢 共享前端总线的架构，限制了多路前端总线的速度 最近出现的点对点总线连接技术，支持四路 及以下的设备
电压 密度 进程
512Mb 90 2005年 2006年
1Gb 70 2008年 2009年
2Gb
2007年
2010年及以后
数据来源：戴尔公司预测
连接技术的发展
连接技术的进步，带来了更好的带宽和更低的延迟
PCI Express总线 InfiniBand
第一代 (2.5 Gt/秒) (2.5 Gt/秒) 双倍速技术 (5.0 Gt/秒)
互动性 可控性
灵活性
能够管理多种设备 开放的通用技术，非专有技术 增加选择性和互操作性，降低成本 一体化的可管理性，为开放管理描绘了架构性的蓝图 与现有相关补充标准存在一致性
基于标准技术
•
易为行业用户接受
– –
接入层
(接口服务)
聚合层
(贮藏库/数据库)
逻辑映射层
(数据提供者)
平台层
(硬件 /固件/ 软件)
(6.0 Gb/秒) 第二代 SATA接口 (3.0 Gb/秒)
2004年
数据来源：戴尔公司预测
2005年
2006年
2007年
2008年
???
通过光纤，整合传输通道
万兆以太网，配合OFFLOAD（卸载）技术，为“通过光纤，整合传输通道”打造了基础
集群 (InfiniBand)
万兆以太网
万兆以太网
整合后的万兆以太网光纤通道 存储区域网络 一次性解决了传统上要通过“ 群集的InfiniBand”、“SAN的 FC协议”和“LAN的TCP/IP 协议”等三条通道解决的问题
第二代 (5.0 Gt/秒)
四倍速技术 (10.0 Gt/秒)
光纤通道协议 (1-2 Gb/秒)
以太网协议 SAS硬盘 SATA接口
(2-4 Gb/秒)
(8 Gb/秒) (10 Gb/秒)
(10.0 Gb/秒)
(10/100/1000 Mb/秒) (3.0 Gb/秒) 第一代 SATA接口 (1.5Gb/秒）
数据库
来源： IDC服务器负载调查, 2006年7月
新的时代，新的技术合作伙伴
专用方式
相互冲突的销售日程 研发必须支持 过时技术
当前的需求
完全专注于x86 关注创新的研发： 更简便，降低成本 重点突出的服务：
需要借助昂贵的服务 才能充分实现硬件/软件的价值
追求简便的解决方案 迁移到标准平台 基于标准的系统管理
戴尔的可扩展的企业级战略
IT主管所面临的挑战
挑战 IT 目前已是重要 的业务引擎
轻重缓急 • 实现业务增长 • 把IT和业务战略 结合起来
关心点 如何部署经 过优化的解 决方案
系统管理
技术发展 速度惊人
• 整合运作 • 基础架构的灵 活性
安全 硬件/软件/数据 的无序膨胀发展
如何简化 运作？
IT 是最大的投 资项目之一
虚拟机
虚拟机
虚拟的硬件平台
处理器
内存
I/O 总线
显卡
硬件设备
虚拟化技术的两种方式
基于应用软件的虚拟
虚拟机
基于管理工具的虚拟
常规应用 虚拟机 虚拟应用 虚拟机
应用
应用
应用
应用
应用
应用
应用
其它操作系统
虚拟的应用项目
其它操作系统
嵌入式操作系统
主操作系统
主操作系统加虚拟机管理工具
处理器 内存 I/O 总线 显卡
Die pictures not to scale
处理器的每单位面积能耗日益增长
Watts / cm2 （瓦特/平方厘米）
Sun’s Surface
1000
Rocket Nozzle 通过技术进行修正，从 而有效应对单位面积能 源消耗大量增长的挑战 Nuclear Reactor
100
2005 2003 1997 2000 1999
刀片服务器 (2.5” x 2 驱动器)
• • 更低的能耗 更高可用性 • • •
4插槽服务器 (2.5” x ~8 驱动器)
更低的 $/IOPS 更高的 IOPS/Density密度 更高的可用性 • • • •
JBOD (2.5” x ~22 驱动器 ) 更低的 $/IOPS 更高的 IOPS/Density密度 缓存存储 更高的可用性
10
1995 1993 1990
1986
1
处理器性能
Source Data: Intel, Dell Estimates
虚拟化的前景
这个想法早就存在! 不断进步的是…
应用 应用 应用 应用 操作系统
操作系统
• • • •
多核处理技术 I/O总线连接着越来越多的资源 专门为虚拟化而设计的硬件 系统部署的成本不断降低
基本架构的变迁
基于标准的服务器在性能方面不断改善， 取代原有封闭式系统市场分额
标准服务器现在已成为主流 包括关键应用的趋势
标准服务器的收入比重 2000 协作 Web 应用开发 业务流程
(ERP, CRM, OLTP)
2005 81% 67% 45% 30% 18%
66% 53% 23% 15% 6%
实现价值的最大化
模块化，随成长付费方式 直接业务模型 重点突出的基础架构服务
易于购买、实施和维护
开放式系统管理
从桌面到数据中心
以分阶段的方式实现可扩展企业
未来
动态资源供应
可扩展企业 2.0版 2006–2009
适合横向扩展的优化解决方案 • 系统管理与安全性的统一——从台式机到数据中心 • 在标准化实践中促进虚拟化 • 提供卓有成效的散热和电源管理 • 富有成本效益地管理大规模存储器扩展
到专用组件的系统管理连接
―这很复杂…… 我们将为您构建。”
―这很简单……我们将预先做好， 以便于您的使用。”
存储发展趋势
数据增长的根本原因
针对快速恢复的近线复制 针对数据挖掘 的复制拷贝 防备服务器损毁 的本地磁带备份
为符合规范 而归档的拷贝
主要的拷贝
为可能的灾难 而准备的异地磁带
为实施故障时切换 准备的第二份拷贝
注释：假设每块硬盘都是500GB的SATA硬盘
固态硬盘
SSD 技术为企业 级应用提供了一个 更高级别上的性能 和可靠性
•读性能以10倍速率 超越于15K SAS 硬盘 •相当于当前硬盘60% 的功耗 • 固态设计提供更高 的可靠性 • 8GB/16GB/ 32GB 的容量
SSD = 可引导的存储 SSD = 企业级高性能存储 SAS = 企业级具备一定性能的存储 SATA = 企业级大容量存储
（SAN） (光纤通道协议)
局域网（
LAN）
(以太网协议)
现在: 需要为每个传输协议开设专网
未来: 整合的光纤通道将会简化解决方案，并 降低总体拥有成本
OFFLOAD卸载技术发展时间表
• • • • 加速技术(无状态)可以实现包处理的卸载 TOE（TCP/IP卸载引擎）技术 (有状态)可以实现 TCP/IP协议和包处理的卸载 RDMA（远程内存直接访问技术），遵循iWARP（国际广域远程数据存储器存取协议)， 可以绕过底层传输，从而实现内存对内存的数据直接交换 虚拟技术使数量有限的、从事卸载工作的硬件资源可以被多个实例对象同时访问