聽說，未來內(nèi)存可隨意組合?
午飯時間，隔壁老李還是一臉的苦大仇深， 老李正為剛裝修好的房子選家具， 每天都為款式、顏色和家人吵得不可開交， 老婆要北歐冷淡風(fēng)，爸媽要中式復(fù)古風(fēng)， 女兒要夢幻風(fēng)，兒子要運動風(fēng)， 搞得老李簡直要瘋！ 終于， 大家最終達(dá)成了共識， 選擇某瑞典家具品牌， 該品牌產(chǎn)品以模塊化家具著稱， 風(fēng)格隨意組合，使用場景變化多端， 就像戴爾易安信新一代模塊化平臺 PowerEdge MX一樣， 可以隨心組合， 為未來的發(fā)展帶來***可能。 多年來，企業(yè)一直想要集中池化，隨后再任意分割服務(wù)器的各種細(xì)粒度物理資源（如CPU、內(nèi)存、GPU、PCIe、網(wǎng)絡(luò)帶寬等），以使他們能夠更有效地運行工作負(fù)載，降低功耗并提高利用率。 通過多年來的努力，戴爾易安信在今年舉辦的拉斯維加斯VMware World大會（8/26-29）上發(fā)布了新一代模塊化平臺PowerEdge MX系列，使得這一看似天馬行空的愿景更接近現(xiàn)實。在此過程中，戴爾易安信業(yè)已成為***的服務(wù)器供應(yīng)商。為此，我們要感謝客戶和合作伙伴，是您激勵著我們創(chuàng)造產(chǎn)品和解決方案。
從服務(wù)器開端的虛擬化技術(shù)進(jìn)入存儲領(lǐng)域形成所謂的軟件定義存儲（SDS），進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域成為軟件定義的網(wǎng)絡(luò)（SDN）。傳統(tǒng)的融合架構(gòu)混合了虛擬計算、虛擬網(wǎng)絡(luò)和虛擬存儲產(chǎn)生了超融合基礎(chǔ)設(shè)，這是數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域增長最快的部分之一。如今，“軟件定義”已成為基礎(chǔ)設(shè)施的***形容詞。 注：戴爾易安信的融合架構(gòu)產(chǎn)品有：M1000e刀片式架構(gòu)、VRTX靈聚、FX2架構(gòu)、VBlock/VxBlock；戴爾易安信的超融合產(chǎn)品有：VxRail、VxFlex、VxRack和XC系列； 可組合架構(gòu)是什么？ 但這并不意味著我們已經(jīng)實現(xiàn)了愿景。現(xiàn)在，人們開始關(guān)注可組合基礎(chǔ)架構(gòu)（Composable Infrastructure），即構(gòu)建類似云的基礎(chǔ)架構(gòu)的想法，其中所有數(shù)據(jù)中心資源匯集到一個池中，應(yīng)用程序可以最快速有效地從中獲取到其運行所需任何內(nèi)容，當(dāng)您不再需要這些資源時，它們會重新進(jìn)入池中。這不是虛擬化操作系統(tǒng)（無論是服務(wù)器，存儲陣列還是交換機(jī)），而是將其與底層硬件區(qū)分離開來。 本質(zhì)上，真正的可組合性要求底層數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)能夠被解耦和（disaggregated）并分解為其組成部分。因此，存儲類內(nèi)存、加速器（GPU、FPGA、ASIC......）和網(wǎng)絡(luò)等資源必須以臨時的方式組合在一起，并可根據(jù)軟件應(yīng)用程序的要求即時“組合”。當(dāng)然，這在今天根本不可能實現(xiàn)。主要是在當(dāng)前馮諾依曼體系架構(gòu)下，外設(shè)位于IOMMU（而非MMU）下面被視為二等公民，這個有點難理解，下面還會講到。 注：MMU是內(nèi)存管理單元的英文縮寫，IOMMU是輸入輸出內(nèi)存管理單元的英文縮寫。
今天，存在一定程度的“可組合性”。例如： 我們可以邏輯地對服務(wù)器進(jìn)行分組，并將它們作為單一資源進(jìn)行使用，這就是融合基礎(chǔ)設(shè)施所提供的。戴爾易安信目前在這一領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，擁有近43％的市場份額。Dell EMC DSS 9000還支持Rack Scale的這種功能，利用單一平臺框架實現(xiàn)計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源； 我們可以通過軟件定義的存儲解決方案或傳統(tǒng)上在SAN中將存儲分組到池中； 我們可以在VMware NSX等解決方案中或通過其他軟件定義的網(wǎng)絡(luò)解決方案在邏輯上管理和組合網(wǎng)絡(luò)。 戴爾易安信公司服務(wù)器和基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)***技術(shù)官Robert W Hormuth在接受The Next Platform訪談時表示，“雖然今天可以完成一定程度的可組合性，但在真正的可組合性實現(xiàn)之前還需要幾年時間。戴爾易安信可以組成存儲，因為我們有ScaleIO，我們有vSAN，我們有開放的網(wǎng)絡(luò)，可以組成網(wǎng)絡(luò)。我們有虛擬化，可以組成服務(wù)器。今天的世界是可組合的，但它是一個I/O可組合的世界，還不是一個內(nèi)存可組合的世界。這是兩者之間的重要區(qū)別。 如果考慮這兩者，I/O可組合的世界都存在于協(xié)議棧之后。無論是TCP/IP還是文件/塊協(xié)議，它都位于內(nèi)存域的I/O部分（即IOMMU）之后。但如今出現(xiàn)越來越多的新興設(shè)備，我們稱之為“微秒級設(shè)備”，如存儲級內(nèi)存（SCM）、FPGA、GPU，它們存在于亞微秒級的世界中，您無法使用協(xié)議棧。如果您使用存儲級內(nèi)存并將其放在10Gb/sec線路的末尾，那么它的內(nèi)在價值就會被扼殺。您使用了800納秒的設(shè)備，卻使用50微秒的訪問通道。這就是為什么我們要走向以內(nèi)存為中心和動態(tài)的世界，我們通過內(nèi)存域達(dá)到完全可組合性的下一級別，因為你不想把這些設(shè)備放在協(xié)議棧之后。” 注：1秒=1000毫秒=1,000,000微妙=1,000,000,000納秒 以內(nèi)存為中心 沒那么簡單 我們已經(jīng)討論過需要打破CPU和主內(nèi)存之間的緊密耦合，并允許它動態(tài)配置以創(chuàng)建完全可組合的基礎(chǔ)架構(gòu)。其他供應(yīng)商（如HPE）也將重點放在內(nèi)存上以應(yīng)對現(xiàn)代工作負(fù)載。Hormuth談到了從以計算為中心到以內(nèi)存為中心的世界，這種世界利用了存儲級內(nèi)存，NVM-Express和新興的Gen-Z互連等技術(shù)。 注：Gen-Z互連的發(fā)展對于解決這種以內(nèi)存為中心的方法至關(guān)重要。這家擁有兩年歷史的行業(yè)聯(lián)盟，包括戴爾易安信、HPE、聯(lián)想、Cray、IBM、AMD和ARM等重量級企業(yè)，今年早些時候發(fā)布了Gen-Z核心規(guī)范1.0，使服務(wù)器、存儲、OEM和ODM，組件制造商，網(wǎng)絡(luò)廠商等可以據(jù)此開始研發(fā)產(chǎn)品。 “如果你考慮我們今天所擁有的東西，那就是一堆節(jié)點和帶有內(nèi)存的CPU，它們都連接到網(wǎng)絡(luò)上，”Hormuth說。“我們正在大量移動數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)的移動是昂貴的。我們需要進(jìn)行更多以內(nèi)存為中心的計算。我們正在從過去的世界轉(zhuǎn)移到對大數(shù)據(jù)的思考，我們會在一夜之間進(jìn)行批處理，我們會在辦公室為整個美國做保險報價。我們正在轉(zhuǎn)向一個數(shù)據(jù)具有時間內(nèi)在價值的世界。您可以處理數(shù)據(jù)并獲得實時結(jié)果，并將實時經(jīng)驗提供給您的企業(yè)或客戶。為了實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變，相比來自舊批處理世界的工作負(fù)載來說，這些更加實時的工作負(fù)載需要一些不同的想法，不同的架構(gòu)和不同的靈活性，而不是過去20年我們在架構(gòu)上所做的那樣。 目前已有供應(yīng)商進(jìn)行PCI-Express分解，但問題是PCI-Express位于處理器的IOMMU之后，而不是MMU。 “這是一個很大改變，”Hormuth說。“如果你考慮操作系統(tǒng)及其將內(nèi)存放入堆中的能力或操作系統(tǒng)可以分配內(nèi)存給作業(yè)或應(yīng)用程序，那么所有內(nèi)存都必須存在于MMU后面，而不是IOMMU。您可以制作PCI-Express接口的內(nèi)存卡，加載驅(qū)動程序，將其用作快速緩存、DRAM塊、存儲文件等等。但是，您無法將其提供給操作系統(tǒng)，并將其發(fā)布到應(yīng)用程序中。因為它存在于IOMMU之后，而非MMU。這就是Gen-Z幫助我們進(jìn)入以內(nèi)存為中心的世界，我們可以把東西放在處理器的適當(dāng)存儲空間中。這是一個微妙的差異，但它非常重要。” 打造***擴(kuò)展的未來架構(gòu) 許多供應(yīng)商都提倡“可組合的解決方案”，但考慮到關(guān)鍵的以內(nèi)存為中心的資源仍然存在于服務(wù)器內(nèi)，它們只能提供部分解決方案。這就是為什么我們認(rèn)為真正的可組合性是靈動的（Kinetic）。
靈動架構(gòu)是我們引入的術(shù)語，它定義了真正的可組合性。它帶來了模塊化設(shè)計的優(yōu)勢，但將配置的靈活性擴(kuò)展到單個存儲設(shè)備，并在未來一直延伸到以內(nèi)存為中心的設(shè)備（DRAM、存儲級存儲器、GPU、FPGA......）。靈動架構(gòu)實現(xiàn)了為正確的工作負(fù)載分配正確的資源，并在業(yè)務(wù)需求變化時動態(tài)更改。 靈動架構(gòu)釋放了組織的潛力。潛在的能量對企業(yè)沒有任何作用，但靈動架構(gòu)重新啟動了資本投資，以提高生產(chǎn)力和提高投資回報率。 “PowerEdge MX系統(tǒng)是業(yè)界首款靈動架構(gòu)，是公司的未來。”Hormuth表示，“PowerEdge MX沒有中板（Mid-plane）。在以內(nèi)存為中心，可組合的世界中，這意味著該系統(tǒng)可以適應(yīng)技術(shù)的預(yù)期變化。” “如果你看一下計算和摩爾定律的演變以及服務(wù)器的性能CAGR（復(fù)合年增長率）就會發(fā)現(xiàn)，我們正在與物理戰(zhàn)斗，”Hormuth說。“我們掌握了所有核心，這需要更多的內(nèi)存帶寬，也就意味著更多的內(nèi)存通道，更大的CPU，更大的插槽，更高的TDP（散熱設(shè)計功耗）。英特爾這一代處理器有6個內(nèi)存通道，AMD有8個，我們戴爾易安信也將有8個乃至10個內(nèi)存通道。未來仍是未知數(shù)，所以你需要一個可擴(kuò)展且面向未來的架構(gòu)。既然我們已經(jīng)了解了自己目前所處的位置，以及內(nèi)存的發(fā)展方向，并確保我們需要為未來提供一個設(shè)計以確保它適合未來的發(fā)展，這也就意味著您已經(jīng)擁有了很酷的東西。無中板設(shè)計的一個特點就是我們能夠提供更有效的制冷效果，因為我們在背后沒有大板子的阻擋，風(fēng)扇的效率是***的。” 此外，它將更容易適應(yīng)不斷變化的I/O，包括Gen-Z。當(dāng)I/O發(fā)生變化時，網(wǎng)絡(luò)管理員無需擔(dān)心中板是否能夠處理新I/O的寬度，速度或信號完整性。 “為了獲得真正的推動力和可組合性，企業(yè)必然進(jìn)行架構(gòu)轉(zhuǎn)換。戴爾易安信在以內(nèi)存為中心的世界中看到了未來，因此我們認(rèn)為您需要添加內(nèi)存分層。為了獲得內(nèi)存分層，我們需要更多的可以支持以內(nèi)存為中心的體系結(jié)構(gòu)，因此您將看到OPM（On-Package Memory，集成在CPU內(nèi)部的片上內(nèi)存），我們可能不得不將每個通道的內(nèi)存遷移到一個DIMM以獲得頻率上升。而且，我們更需要像Gen-Z這樣的結(jié)構(gòu)來擁有存儲級內(nèi)存。”Hormuth總結(jié)道。
