多样化计算大繁荣，IBM Power芯片迎春天？

Posted 2020-08-04

曾有一度，作为大型机和Unix时代宠儿的IBM Power服务器系统，在x86服务器时代呈销量一路下滑态势。2013年8月，IBM破釜沉舟地开放了Power芯片，并与Google、Tyan、NVIDIA和Mellanox一起组成了后来的OpenPOWER基金会。2014年1月，IBM又彻底出售了自家的x86服务器业务，转而专注Power系列。

就在业内质疑IBM Power究竟拿什么挣钱、OpenPOWER联盟能否发展起来的时候，时间一晃到了2016年。2016年也是云计算十周年，一度在云计算兴起阶段凭借x86服务器占据数据中心统治地位的英特尔也遭遇到了挑战。这个挑战的逻辑按照前IBM技术专家、现青云CEO黄允松的话来说，就是“参差百态乃云计算之本源。”

计算生态大繁荣，多样化是主流

2016年8月11日，芯片公司NVIDIA刚发布了最新的2017财年第二财季财报，财报显示营收比去年同期增长24%、净收入比去年同期暴增873%。在净收入暴增的背后，是互联网等企业在数据中心大规模的部署GPU集群，主要用于执行机器学习和人工智能计算任务。

尽管英特尔的x86服务器芯片在不断修正摩尔定律的上限，但人工智能和机器学习等新型计算任务已经无法在传统CPU架构上获得更好的性能和效率表现。这实际上是由于人工智能和机器学习等新型计算任务需要大规模高速并行计算能力，在这方面GPU有更大的优势。

除了GPU外，IBM Power芯片也是人工智能和机器学习等新型计算任务强有力的竞争平台。IBM Watson是一个具有强大认知功能、基于云和开放标准的认知计算平台，Watson从一开始就运行在基于POWER 7的Power Systems之上。在面向大数据计算任务的POWER 8推出后，基于Power Systems的Watson能够在几秒钟内阅读数以百万计的文件。

Power系统之所以更适于大规模并行计算任务，是因为基于RISC架构的Power芯片可同时执行多条指令，可将一条指令分割成若干个进程或线程，交由多个处理器同时执行，因此并行计算性能方面远优于基于CISC架构的英特尔x86芯片。当年在CISC和RISC两个芯片架构的大战中，由于CISC芯片架构支持DOS和Windows操作系统而逐渐胜出，而运行在RISC之上的Unix由于用户界面不友好而没有得到广泛的支持。

然而时移事异，即使是在传统的云计算任务领域，如今IBM Power系统的优势也在反超x86系统。根据有关测试结果看，20台Power服务器可以等价于5倍数量x86服务器的性能，这代表了更经济的能源和空间使用效率。那么，如果真正要采用云计算的话，从长远来说实际上应该选择Power系统而非x86系统。特别是针对区块链等对高性能计算和高速通信交换有要求的新型计算需求，更不用说Power架构还可以很好地结合GPU的优势，形成IBM+NVIDIA的强强组合。

而AIX操作系统以及一系列业已成熟的系统优化管理软件，是IBM Power独有的优势。PowerVM虚拟化软件、PowerSC安全与合规软件、PowerHA系统高可用软件等满足了企业在灾备、高可用、安全等方面的要求。AIX则被视为最优秀的Unix代表之一，迄今已经20多年的历史。AIX系统既可以独立运行从而确保高安全性，也可以通过Power with OpenStack连接到混合云环境中。正如苹果的独立操作系统一样，在计算多样化时代，“独立”反而是一种优势。

全线产品覆盖多场景计算需求

基于AIX操作系统的IBM Power系统服务器，往往给人以高大上的高冷形象。在类似x86服务器的数据中心横向扩展计算环境中，基本上找不到IBM Power服务器的影子。但这并不意味着IBM退出入门级和中低端服务器市场，相反IBM其实是蓄势待发。

实际上在2014年，IBM就推出了基于POWER 8技术的POWER SCO产品。POWER SCO产品帮助企业基础架构实现向外扩展（Scale-Out）。所谓的向外扩展或横向扩展，就是类似x86服务器一样可以组成服务器集群，为大数据处理和分析等提供可灵活扩展的计算环境。

IBM推出的1路和2路入门级服务器Power Systems S814、S822及S824基于Linux、AIX 和IBM i操作系统，而S812L、S822L及S824L三款则只运行Linux。其中，Power S812L/S822L可为云服务提供商搭建基于Linux的公有云环境；而在私有云领域，Power S812/S822/S824则可构建基于AIX/Linux的可信可靠基础计算架构。

2015年10月底，IBM进一步推出了略低配置但却更适合HPC高性能集群计算的Power LC系列，被认为是进一步加强了与英特尔x86服务器的正面竞争。LC服务器是基于Canonical、Mellanox、NVIDIA等多家OpenPOWER基金会成员的研发成果，包括Power S812LC以及高配和低配版的Power S822LC服务器产品。其中，高配版的Power S822LC服务器比低配版多了两个NVIDIA Tesla K80 GPU加速器，增强了对NVIDIA GPU的支持。

在ERP、CRM等企业级计算任务中，IBM Power E系列弹性存储企业级服务器满足了向上扩展（Scale-up）的计算需求。其中，最高端Power E80面向最关键计算任务，可扩展16路多达192核Power 8处理器及16TB内存；中高端的Power E70面向交易型和数据库应用，可扩展8路多达80核Power 8处理器及8TB内存；中端的Power E50则是配置最多48核的4路服务器。

可以看出，IBM Power系列服务器提供了从1路入门级一直到最高端16路企业级服务器的全线产品。而Power 8架构的独特之处在于CAPI、FPGA和NVLink连接三大特性。其中，NVLink是IBM与NVDIA等开发的CPU与GPU以及GPU与GPU之间高速大带宽直连通讯协议。NVIDIA新一代Pascal GPU 架构就引入了NVLink，最高能够以 160 GB/s的双吐带宽访问系统内存，相当于 PCIe传统带宽的5 倍，极大满足了多芯片并行计算的需求。

此外，除了不断推进基于POWER8的Power AIX和Linux on Power的能力升级，IBM还已宣布了POWER9处理器的推出时间表。POWER9芯片具备高达POWER8芯片两倍的24个计算核心，主要针对大型企业与超级计算机场景，包括大数据、机器学习等高强度任务。

对Linux+生态的“All-in”

全面转向Linux，对于IBM来说并不是一件容易的事情。除了Linux社区外，还有一个巨大的Linux+生态，这包括了开源数据库、OpenStack以及最近的区块链等。这两个生态都有潜在的巨大市场空间，但又都处于各自的发展阶段，并不能确保明确的投资回报比。对于IBM来说，唯有对这两个市场“All-In”，才有可能闯过生死关。

IBM为Linux做的第一件事情就是确保已有的应用在IBM平台上能成功运行。为此，IBM分别在2001年和2013年对Linux领域进行了超过10亿美元的投资。作为开源领域最积极的参与者之一，IBM有超过5万名员工在全球主流开源组织中参与了超过150个开源项目。

如今，IBM在大型主机和Power上均实现了对Linux的支持，为用户提供包括LinuxONE大机、全线Power服务器以及基于OpenPOWER基金会成员成果的Power LC、RedPOWER等在内的广泛产品选择，覆盖了从中小企业、大型企业以及互联网公司等全线应用需求。尤其是Power with OpenStack将Power AIX、Linux on Power资源融入OpenStack云管理平台，还能够提供多种Watson部署选项，拓展和丰富了Linux生态的范畴。

而中国POWER芯片、RedPOWER服务器、支持RedPOWER服务器的红旗Linux操作系统等本地产品的相继面世，满足了国内用户针对本地需求、符合自主安全可控要求的产品需求，IBM为此甚至把Informix核心数据源代码也授权给中国企业。

在开源数据库方面，Gartner研究显示到2018年，开源关系型数据库管理系统（OSDBMS）将会支持超过70%的新企业应用开发，并将替代50％的商业关系型数据库管理系统实例。然而，IBM从2010年开始就对开源数据库技术进行了大量投资，2014年IBM收购了大名鼎鼎Cloudant，这家公司的产品是基于开源CouchDB架构的托管数据库。2015年7月IBM又收购了开源数据库管理公司Compose，这是一家能为企业用户管理MongoDB、PostgreSQL、Elasticsearch、Redis、RethinkDB、etcd、RabbitMQ等七种最流行开源数据库的服务商。

目前，IBM在国内提供了25种专有及开源数据库的服务。而IBM数据服务的核心竞争力在于拥有这些数据库的源码，能在源码级为用户提供管理服务（Managed Service），极大降低了企业IT和开发者的负担。

作为OpenStack最高级别的白金级会员，IBM在Power上完成了对OpenStack的全面支持，还支持Docker、Hadoop、Spark等开源软件和标准，例如IBM目前已在一台Power 822L实现超过一万个Docker容器。IBM还在2015年底加入了由Linux基金会主导的全新开放式账本项目（Open Ledger Project），全力推动被认为是下一代互联网关键技术的Linux区块链，并且已经设计了一整套企业级区块链基础架构和解决方案。

除了与Linux和Linux+生态的紧密合作外，IBM Power也加强了与另一个重要的企业级合作伙伴SAP的合作。SAP是一家非常严谨的公司，它对x86平台所有的产品都要逐一认证，但对Power平台却是全系列认证。IBM大中华区硬件系统部服务器解决方案副总裁施东峰表示，HANA作为内存计算数据库产品，运行在配备了2T或4T内存的x86服务器上时，当CPU利用率超过50%就会出现稳定性问题，而IBM Power平台上CPU跑到90%以上的情况却是常态。

当然，施东峰也强调IBM Power与OpenPOWER联盟产品之间的关系非常类似ARM的技术IP授权商业模式，不同的是IBM自己也生产制造Power芯片以及IBM Power系列服务器，但IBM与OpenPOWER联盟里的企业并非竞争关系，而是互相合作共同满足用户的需求。这是IBM开放Power芯片架构的初心与出发点，也是IBM对于未来多样化计算生态的坚定信念。

2016年8月24日在大连举办的2016 IBM Power远见者大会上，近三百余位本地ISV、合作伙伴及客户代表与会，说明了业界对于Power技术及其策略的认可，也说明了在计算生态大繁荣和多样化的今天，IBM Power也峰回路转，迎来了自己的春天。（文/宁川, 更多精彩内容 尽在《云科技时代》微信号：CloudTechTime)

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