听说,未来内存可随意组合?

戴尔易安信解决方案 2018-08-30

戴尔易安信解决方案

微信号 DellEMC_Enterprise
功能介绍 戴尔易安信解决方案专注于数字化转型中的前沿技术和解决方案,内容涵盖现代化基础架构、云计算、大数据、物联网及AI等,并通过对全球,特别是中国用户的成功实践案例分析和前沿技术解读,助力企业数字化转型,快人一步!

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午饭时间,隔壁老李还是一脸的苦大仇深, 

老李正为刚装修好的房子选家具, 

每天都为款式、颜色和家人吵得不可开交, 

老婆要北欧冷淡风,爸妈要中式复古风, 

女儿要梦幻风,儿子要运动风, 

搞得老李简直要疯!

 

终于, 

大家最终达成了共识, 

选择某瑞典家具品牌, 

该品牌产品以模块化家具著称, 

风格随意组合,使用场景变化多端,

就像戴尔易安信新一代模块化平台

PowerEdge MX一样, 

可以随心组合,

为未来的发展带来无限可能。



多年来,企业一直想要集中池化,随后再任意分割服务器的各种细粒度物理资源(如CPU、内存、GPU、PCIe、网络带宽等),以使他们能够更有效地运行工作负载,降低功耗并提高利用率。


通过多年来的努力,戴尔易安信在今年举办的拉斯维加斯VMware World大会(8/26-29)上发布了新一代模块化平台PowerEdge MX系列,使得这一看似天马行空的愿景更接近现实。在此过程中,戴尔易安信业已成为全球第一的服务器供应商。为此,我们要感谢客户和合作伙伴,是您激励着我们创造产品和解决方案。


从服务器开端的虚拟化技术进入存储领域形成所谓的软件定义存储(SDS),进入网络领域成为软件定义的网络(SDN)。传统的融合架构混合了虚拟计算、虚拟网络和虚拟存储产生了超融合基础设,这是数据中心领域增长最快的部分之一。如今,“软件定义”已成为基础设施的首选形容词。

注:戴尔易安信的融合架构产品有:M1000e刀片式架构、VRTX灵聚、FX2架构、VBlock/VxBlock;戴尔易安信的超融合产品有:VxRail、VxFlex、VxRack和XC系列;


可组合架构是什么?


但这并不意味着我们已经实现了愿景。现在,人们开始关注可组合基础架构(Composable Infrastructure),即构建类似云的基础架构的想法,其中所有数据中心资源汇集到一个池中,应用程序可以最快速有效地从中获取到其运行所需任何内容,当您不再需要这些资源时,它们会重新进入池中。这不是虚拟化操作系统(无论是服务器,存储阵列还是交换机),而是将其与底层硬件区分离开来。


本质上,真正的可组合性要求底层数据中心基础架构能够被解耦和(disaggregated)并分解为其组成部分。因此,存储类内存、加速器(GPU、FPGA、ASIC......)和网络等资源必须以临时的方式组合在一起,并可根据软件应用程序的要求即时“组合”。当然,这在今天根本不可能实现。主要是在当前冯诺依曼体系架构下,外设位于IOMMU(而非MMU)下面被视为二等公民,这个有点难理解,下面还会讲到。


注:MMU是内存管理单元的英文缩写,IOMMU是输入输出内存管理单元的英文缩写。



今天,存在一定程度的“可组合性”。例如:

我们可以逻辑地对服务器进行分组,并将它们作为单一资源进行使用,这就是融合基础设施所提供的。戴尔易安信目前在这一领域处于领先地位,拥有近43%的市场份额。Dell EMC DSS 9000还支持Rack Scale的这种功能,利用单一平台框架实现计算、存储和网络资源;

我们可以通过软件定义的存储解决方案或传统上在SAN中将存储分组到池中;

我们可以在VMware NSX等解决方案中或通过其他软件定义的网络解决方案在逻辑上管理和组合网络。


戴尔易安信公司服务器和基础设施系统首席技术官Robert W Hormuth在接受The Next Platform访谈时表示,“虽然今天可以完成一定程度的可组合性,但在真正的可组合性实现之前还需要几年时间。戴尔易安信可以组成存储,因为我们有ScaleIO,我们有vSAN,我们有开放的网络,可以组成网络。我们有虚拟化,可以组成服务器。今天的世界是可组合的,但它是一个I/O可组合的世界,还不是一个内存可组合的世界。这是两者之间的重要区别。



如果考虑这两者,I/O可组合的世界都存在于协议栈之后。无论是TCP/IP还是文件/块协议,它都位于内存域的I/O部分(即IOMMU)之后。但如今出现越来越多的新兴设备,我们称之为“微秒级设备”,如存储级内存(SCM)、FPGA、GPU,它们存在于亚微秒级的世界中,您无法使用协议栈。如果您使用存储级内存并将其放在10Gb/sec线路的末尾,那么它的内在价值就会被扼杀。您使用了800纳秒的设备,却使用50微秒的访问通道。这就是为什么我们要走向以内存为中心和动态的世界,我们通过内存域达到完全可组合性的下一级别,因为你不想把这些设备放在协议栈之后。”


注:1秒=1000毫秒=1,000,000微妙=1,000,000,000纳秒


以内存为中心 没那么简单


我们已经讨论过需要打破CPU和主内存之间的紧密耦合,并允许它动态配置以创建完全可组合的基础架构。其他供应商(如HPE)也将重点放在内存上以应对现代工作负载。Hormuth谈到了从以计算为中心到以内存为中心的世界,这种世界利用了存储级内存,NVM-Express和新兴的Gen-Z互连等技术。


注:Gen-Z互连的发展对于解决这种以内存为中心的方法至关重要。这家拥有两年历史的行业联盟,包括戴尔易安信、HPE、联想、Cray、IBM、AMD和ARM等重量级企业,今年早些时候发布了Gen-Z核心规范1.0,使服务器、存储、OEM和ODM,组件制造商,网络厂商等可以据此开始研发产品。


“如果你考虑我们今天所拥有的东西,那就是一堆节点和带有内存的CPU,它们都连接到网络上,”Hormuth说。“我们正在大量移动数据,但是数据的移动是昂贵的。我们需要进行更多以内存为中心的计算。我们正在从过去的世界转移到对大数据的思考,我们会在一夜之间进行批处理,我们会在办公室为整个美国做保险报价。我们正在转向一个数据具有时间内在价值的世界。您可以处理数据并获得实时结果,并将实时经验提供给您的企业或客户。为了实现这一转变,相比来自旧批处理世界的工作负载来说,这些更加实时的工作负载需要一些不同的想法,不同的架构和不同的灵活性,而不是过去20年我们在架构上所做的那样。


目前已有供应商进行PCI-Express分解,但问题是PCI-Express位于处理器的IOMMU之后,而不是MMU。



“这是一个很大改变,”Hormuth说。“如果你考虑操作系统及其将内存放入堆中的能力或操作系统可以分配内存给作业或应用程序,那么所有内存都必须存在于MMU后面,而不是IOMMU。您可以制作PCI-Express接口的内存卡,加载驱动程序,将其用作快速缓存、DRAM块、存储文件等等。但是,您无法将其提供给操作系统,并将其发布到应用程序中。因为它存在于IOMMU之后,而非MMU。这就是Gen-Z帮助我们进入以内存为中心的世界,我们可以把东西放在处理器的适当存储空间中。这是一个微妙的差异,但它非常重要。”


打造无限扩展的未来架构


许多供应商都提倡“可组合的解决方案”,但考虑到关键的以内存为中心的资源仍然存在于服务器内,它们只能提供部分解决方案。这就是为什么我们认为真正的可组合性是灵动的(Kinetic)。



灵动架构是我们引入的术语,它定义了真正的可组合性。它带来了模块化设计的优势,但将配置的灵活性扩展到单个存储设备,并在未来一直延伸到以内存为中心的设备(DRAM、存储级存储器、GPU、FPGA......)。灵动架构实现了为正确的工作负载分配正确的资源,并在业务需求变化时动态更改。


灵动架构释放了组织的潜力。潜在的能量对企业没有任何作用,但灵动架构重新启动了资本投资,以提高生产力和提高投资回报率。



“PowerEdge MX系统是业界首款灵动架构,是公司的未来。”Hormuth表示,“PowerEdge MX没有中板(Mid-plane)。在以内存为中心,可组合的世界中,这意味着该系统可以适应技术的预期变化。”


“如果你看一下计算和摩尔定律的演变以及服务器的性能CAGR(复合年增长率)就会发现,我们正在与物理战斗,”Hormuth说。“我们掌握了所有核心,这需要更多的内存带宽,也就意味着更多的内存通道,更大的CPU,更大的插槽,更高的TDP(散热设计功耗)。英特尔这一代处理器有6个内存通道,AMD有8个,我们戴尔易安信也将有8个乃至10个内存通道。未来仍是未知数,所以你需要一个可扩展且面向未来的架构。既然我们已经了解了自己目前所处的位置,以及内存的发展方向,并确保我们需要为未来提供一个设计以确保它适合未来的发展,这也就意味着您已经拥有了很酷的东西。无中板设计的一个特点就是我们能够提供更有效的制冷效果,因为我们在背后没有大板子的阻挡,风扇的效率是最高的。”



此外,它将更容易适应不断变化的I/O,包括Gen-Z。当I/O发生变化时,网络管理员无需担心中板是否能够处理新I/O的宽度,速度或信号完整性。


为了获得真正的推动力和可组合性,企业必然进行架构转换。戴尔易安信在以内存为中心的世界中看到了未来,因此我们认为您需要添加内存分层。为了获得内存分层,我们需要更多的可以支持以内存为中心的体系结构,因此您将看到OPM(On-Package Memory,集成在CPU内部的片上内存),我们可能不得不将每个通道的内存迁移到一个DIMM以获得频率上升。而且,我们更需要像Gen-Z这样的结构来拥有存储级内存。”Hormuth总结道。