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Intel 从装置到数据中心的转型经验

 2013-05-08

Intel资深副总裁暨数据中心与连网系统事业群总经理 Diane Bryant 阐述Intel如何协助使用者运用各项强大的新功能来打造更聪明的城市、更健康的社会、以及繁荣的商业活动,并藉此进一步改善人们的生活。

 

Bryant 公布多项即将发表的技术与产品的详细信息,展现Intel致力推动数据中心内服务器、网络、以及储存功能的转型。藉由因应各种作业的需求并提供新层级应用程序的优化解决方案,带给企业IT、技术运算、还有云端服务供货商前所未有的使用经验。

 

巨量资料 (Big Data)       

就数据来看,专家推估自从文明起始一直到 2003 年,人类仅创造 5EB (exabytes) 的信息量。但根据思科全球云端指数 (Cisco Global Cloud Index) 的预测,在 2016 年底前,全球数据中心一整年的流量将达到 6.6 ZB (zettabyte),而全球每月的 IP 网络流量将达到 554 EB。

 

Intel看到多股带动数据爆炸性成长的力量,包括像行动装置产生的网络规模数据 (Web-scale data)、高效能运算的成长、以及从汽车与数字广告牌搜集数据的传感器和嵌入式装置等各种装置。为协助组织从数据中汲取新信息,Intel最近推出 Intel Distribution for Apache Hadoop* 软件 ,提供优化的效能与安全防护,协助更多组织与个人从大量数据中获益。Intel的 Hadoop 计划如今已布建在智能运输、电信、以及其他产业。

  • 实时通话数据: 中国拥有庞大人口,电信通话与简讯量亦无比可观,因此中国电信 (China Mobile) 必须为用户提供精准实时的计费与使用讯息。利用 Intel Distribution for Hadoop 软件,中国电信得以确保高质量的更新以及达到最佳的效能。系统能快速提供查询结果,速度较过去加快30倍,并有更好的能力针对未来的成长进行扩充。储存在 Hadoop 丛集系统的数据亦能用来执行其他分析,像是个人化促销,以及更完善的网络使用量模型,藉此及早发现并消除瓶颈。

 

全球阵容最齐备的数据中心方案       

Intel长久以来持续提供领先业界的硅晶技术 (silicon technology),透过优化以增进效能、功耗、I/O、安全性、以及可靠度/可用度/可维护性 (RAS,reliability, availability and serviceability) 等功能。这些强大技术的结合让Intel能因应数据中心应用的各种需求,再加上Intel领先业界的制造能力,在极低的功耗下整合数十亿个晶体管。为改善数据中心架构的经济效率,并满足 2013 年日趋多元化应用的需求,Intel将更新 Intel® Xeon® 处理器与 Intel® Atom™ (凌动™)处理器 产品线,推出采用新世代 22 奈米制程的产品。这将是Intel公司史上最多元的数据中心产品线,Intel将在未来几个月开始量产新款 Intel® Atom™ 处理器与 Intel® Xeon® 处理器 E3、E5、以及 E7 系列,这些处理器具备更高的每瓦效能以及更多的功能。

 

针对数据中心所设计的 Intel® Atom SoC          

在 2012 年 12 月,Intel 推出 Intel® Atom™ 处理器 S1200 系列产品,成为全球首款服务器专用的 64 位系统单芯片 (System-on-Chip,SoC),频率从 1.6 GHz 涵盖到 2.0 GHz,热设计功耗 (Thermal Design Power,TDP) 从 6.1瓦 到 8.5 瓦。Intel今日介绍三款数据中心专属新型低功耗系统单芯片的细节数据,产品将在 2013 年上市。

储存设备专用 Intel® Atom™ 处理器 S12x9 产品系列 - Intel今日宣布低功耗 Intel Atom 处理器 S12x9 系列。这款针对储存布建进行客制化的系统单芯片,不仅与 Intel Atom S1200 产品系列有相同的功能,还加入专为储存装置所设计的技术。

  • 结合 40 条线路的整合式 PCIe* 2.0 技术,亦即 I/O 与主控端内存之间的实体信道,即可更有效率地处理多个装置的容量需求。在 40 条线路 PCIe* 2.0 中,包含 24 线的 Root Port 通道,以及故障转移专用的 16 个 Non Transparent Bridge 通道。
  • Intel提供硬件式 RAID 储存加速功能,由硬件来执行密集运算的磁盘阵列功能,让 SoC 腾出空来执行其他应用程序。
  • PCIe Non Transparent Bridge (NTB):NTB 可支持故障转移。
  • 藉由异步 DRAM Self-Refresh (ADR) 技术,Intel Atom S12x9 系列能在供电中断时保护存放在 DRAM 内的重要数据。
  • 原生型 Dual-Casting 让从单一来源读取到的数据能同步传送到两个内存位置,在 16+2 部 RAID 6 的系统中,比起没有 Dual Cast 功能的系统,可增加 20% 的 RAID-5/6 带宽。
  • 目前有多家 OEM 厂商包括宏杉 (MacroSAN)、大华 (Dahua)、世仰 (Accusys)、广盛 (Qsan)、以及威联通 (Qnap),支持 Intel Atom S12x9 系列处理器。

 

Avoton - Intel将于 2013 下半年提升数据中心效率的极限,针对微型服务器推出产品代号为 Avoton 的第二代 64 位 Intel® Atom™ 处理器。结合Intel 22 奈米 (nm) 先进制程技术以及全新的 Silvermont 微架构,Avoton 将搭载整合式以太 (Ethernet) 网络控制器,并大幅提升每瓦效能与能源效率。Intel现正提供客户 Avoton 的样品,首款系统产品预计将于 2013 下半年问市。

 

Rangeley - Intel将扩展在网络与通讯架构市场的版图,推出代号为 Rangeley 的芯片,这款以 Intel® Atom™ 处理器为基础的系统单芯片亦采用 22 奈米制程技术。Rangeley 提供电源使用效益机制,能应用在入门到中阶 (mid-range) 的路由器、交换器、以及安全设备中以处理各种通讯作业。Rangeley 预计将于 2013 年上市。

 

Intel® Xeon® 处理器 E3 系列     

Intel今年将推出 Haswell 架构的 Intel Xeon 处理器 E3 1200 v3 产品系列 。为持续提升视讯分析作业的效能,Intel Xeon E3 1200 v3 产品系列将支持更高的转档效能。新推出的 Linux 媒体 SDK 为开发人员提供视讯处理的标准接口,不仅简化开发过程,亦降低使用硬件加速功能的复杂度。这款 SDK 亦充分发挥处理器的同步处理以及 Intel HD 绘图功能,提升服务器执行视讯串流作业的效率,大幅降低总持有成本并同时执行更多¹ HD 转文件作业。

 

Intel亦持续降低 Intel Xeon 处理器 E3 系列的功耗;TDP 最低达到 13 瓦,比前一代产品降低¹约 25%。Haswell 的绘图功能使同步转文件程序数从八增加到十,在硬件加速媒体效能方面,每瓦转档效能亦提高¹ 25%。

 

Intel® Xeon® 处理器 E5 系列     

Intel的下一代 Intel Xeon 处理器 E5 系列 将采用 22 奈米制程,预计将于今年第三季问市。这些处理器支持Intel节点管理员 (Node Manager) 以及 Intel Data Center Manager Software 程序并继续提供卓越的电源使用效益。

 

藉由 Intel® Secure Key 以及 Intel® OS Guard 提供额外的硬件强化安全防护,并加强 Intel® 进阶加密指令集 (Intel®AES New Instructions,AES-NI),安全方面亦有所提升。Intel OS Guard 是新一代的 Intel Execute Disable Bit 技术,能防范权限攻击,防止恶意代码在程序内存空间以外的地方以及数据存储器空间内发动攻击。

 

Intel® Xeon® 处理器 E7 系列:释放智慧潜能

除了软件外,还需要健全的硬件技术才能产生充裕的运算力以分析大量数据。为支持内存内的分析机制,以及快速因应扩增的数据,Intel正准备在第四季量产新一代 Intel® Xeon® 处理器 E7 系列 。这款处理器的八个插槽节点具备三倍的内存容量,最高达 12 TB (terabyte),适合用来处理涉及大量数据的交易密集型作业,像是在内存内进行处理的数据库,以及实时商业分析。

  • Intel随着 Intel Xeon 处理器 E7 系列同步发表 Intel® Run Sure 技术,它不仅提升系统可靠度以及增加数据完整性,还让企业在执行关键任务作业时把停机时间降至最低。这些 RAS 功能亦将内建于新一代的 Intel Xeon 处理器 E7 系列,其中包括 Resilient System 技术与 Resilient Memory 技术。
  • Resilient System 技术包括与标准化技术结合的处理器、韧体、以及软件层,其中包含操作系统、虚拟机管理器、以及数据库,让系统回复到发生严重错误事件之前的状态。
  • Resilient Memory 技术能协助确保数据完整性,并让系统长时间保持可靠运作,减少立即求助电话客服的需求。

 

重新塑造数据中心       

以往像是机架型服务器、刀锋型服务器、或微型服务器等「平衡系统」 (balanced system),都得整机换新 (refreshed) 才能提高像是处理器、内存、储存、或网络等特定子系统的效能。如今在Intel的协助下,超大规模的用户正带领业界推动这些「平衡化」平台的转型,朝机架级架构解决方案的方向前进,对服务器、储存系统、以及网络设备进行分散与群组汇整,提高模块化的程度以及效率。这项转型是从共享电源与散热组件,以及改进机架的管理以降低营运成本,未来还将纳入带宽架构互连,包括像 Intel 硅光 (Silicon Photonics) 技术,达到机架完全分散化,在布建超大规模数据中心时能达到最佳的弹性。Intel观察到机架设计的演进将分三个阶段进行:

  • 实体汇整 - 移除所有非关键的金属板,另外电源供应器与散热风扇等的关键零组件都在机架内进行汇整。藉由减少散热风扇与电源供应器以达到更高的效率,进而撙节成本。
  • 结构整合以及储存虚拟化 - 分散化,加上运用直连式储存技术把储存设备从运算系统中分离出来,可藉由储存虚拟化达到更高的资源使用率。运算与网络架构是其中的关键技术,达到储存分散化的目标,而且不会影响到效能。Intel 硅光互连技术让机架中各项运算资源达到更高速度的链接,进而使机架内的服务器、内存、网络、以及储存等系统达到分散化的目标。
  • 未来 - 业界最终将朝向子系统分散化的方向演进,包括处理、内存、以及 I/O 等组件都会完全拆分成模块化的子系统,比起一次升级整部系统来说,客户可更容易单独对子系统进行升级。

 

机架式架构的好处包括提高弹性、更高的密度、以及更高的数据使用率,进而达到更低的总持有成本。Intel目前正根据云端服务供货商以及超大规模数据中心的需求,开发一款参考设计方案,运用Intel技术让业者开发各种类型的解决方案,并协助 OEM 供货商开发与供应各种机架产品。Intel机架式架构将包含一系列创新技术,包括:支持服务器、储存产品、以及网络设备的先进 Intel® Xeon® 与 Intel® Atom™ 系统单芯片;Intel以太网络交换器芯片,支持分布式输入/输出功能;以及以高带宽Intel® 硅光技术为基础的全新光电架构。与现今的铜线互连技术相比,硅光技术将减少缆线使用量、提高带宽、延长连结距离、以及极致的能源效率。Intel于今年稍早展出这项新机架架构的机械原型,并将针对布建以及完整机架优化发布完整的参考架构,让系统厂商与客户易于采纳。