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Intel Xeon E5 v4:资源调配技术优化云架构

4月1日,英特尔在北京发布了Xeon E5-2600 v4处理器产品家族。除了14nm制程技术,Xeon E5-2600 v4还采用了一项资源调配技术(Intel Resource Director Technology,RDT),强化对云计算资源调配的支持。

英特尔资源调配技术(Intel Resource Director Technology)

英特尔至强资源调配技术(Intel Resource Director Technology)可提升对关键共享资源如处理器高速缓存和主内存的可视型和控制力,帮助客户应用全自动的、基于软件定义基础设施的云平台。这些特性最终能实现更智能的编排、提高资源利用率和服务等级。

Cloud For All

云计算、大数据是近年来英特尔数据中心战略的核心,除了性能提升,就数简化部署流程、优化工作负载的软件定义基础设施(SDI)了。英特尔公司数据中心事业部企业应用总经理Patrick Buddenbaum宣布了一项Cloud For All计划,以支持更好的加速向云计算以及云平台的迁移。

英特尔公司数据中心事业部企业应用总经理Patrick Buddenbaum

他表示,把握云计算发展的契机以及灵魂,混合云是公有云和私有云的完美融合,通过混合云的架构,能够更好的符合业务的发展整体契机,促进行业的整体发展,能够符合不同应用的具体要求。

不管是VMware、微软还是OpenStack,英特尔都在不断的加强协作,以进一步提高云计算的应用能力以及云平台的部署。

说起来容易,做起来难,摆在我们面前的还有很多的困难。目前为止,我们的解决方案堆栈过于分散,同时它的关键特性目前为止比较缺乏,很多部署过程当中也是非常的复杂,我们需要与合作伙伴共同携手,与业界合作伙伴共同加强努力,通过开放式的堆栈,通过OpenStack,进一步的去加强它的部署以及实现。英特尔今年早期发布了全球最大的OpenStack研究中心。同时我们也将会进一步地集成关键特性,我们希望也是采用不同的一套方法进一步加强它的研究。我们不断地去对OpenStack进行调试以及纠错。同时也能够在性能、安全性上获得极大的升级,同时在可扩展性上进一步得到优化。

Xeon E5 v4:目标SDI

通过资源的共享以及资源的池化,SDI能够帮助攻克传统的IT架构的诟病,还可以完美地与旧技术进行融合。实现SDI不仅需要卓越的性能(每瓦特性能或者计算能力),资源的编排也是非常重要的环节,必须建立起非常好的架构,能够更好的优化计算能力,更好的优化存储器的能力,在任何一个层面对基础设施进行优化。Xeon E5 v4正是基于这些考量打造。

Intel Xeon E5 v4

性能

Xeon E5 v4有700亿个晶体管,每个CPU最高可以提供22个内核,共有44个线程,相比前一代处理器,可以提高27%的平均性能的优化。添加了虚拟化延迟技术,可以实现高达8倍的虚拟化延迟减少,使用虚拟机的时候可以带来非常大的性能优化,非常适用于SDI环境。

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资源调配技术

英特尔把资源调配技术深入地集成到平台当中,进一步优化SDI的使用和SDI的发展。过去的硬件调配方式,一个虚拟机和其他的虚拟机都可以同样地调用资源,这个过程当中要有缓存的存在,缓存占用空间是非常大的。如果说一个有更高优先级的虚拟机也需要这些资源,双方会产生冲突。通过英特尔的资源调配技术,可以制定一系列的高质量的服务。同时通过缓存的方法把资源优先调配给高优先级的虚拟机。英特尔的资源调配技术同时能够管理存储器的带宽,优先分配给高优先级的虚拟机,更好地提高在网络层面上的应用。

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中国移动研究院首席科学家易芝玲介绍了资源调配技术对移动的作用。

移动从4G跨到5G和之前的端到端的跨越,最大的区别是在于新的技术并不是无线电方向的,而是软件的和云端的——正是有了C-RAN和Cloud-RAN,新一代的智能手机或者自动驾驶的汽车才能够真正实现想要的功能。

移动面临的挑战是能够展示和演示的这些初步的模型,如何能够在未来迈向真实功能的实现。这不仅仅需要非常完美的基站的功能,能够非常好的一些虚机的功能。移动希望这些基站在未来能够成为一个小的数据中心,与此同时需要在这些网络上的虚机和基站上施加更多的应用,一些有用和有趣的应用。这样的功能是需要减少它的延迟时间,能够让它们更加的灵活,能够更好的去调节一些本地的需求。在这样的平台上,移动会安置上一些传统的硬件。与此同时,也要去建立成一些物理层的基站的一些功能,这些都是在虚机上建立起来的。

现在要对资源进行竞争,资源的竞争和分配是比较大的问题。移动大部分上层的应用都需要厘秒级的延迟,甚至基站处理的过程当的有很多任务需要微秒级或者是纳秒级,所以是否能够减缓延迟是很大的挑战。与此同时,虚机以及它的应用需要关注,这些软件、这些CET和CMT的技术都是利用了资源调配的技术,性能有非常大的提升,平均提升了18%(取决于所处在不同的条件和场景,提升上限是50%)。

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深度定制

从CPU缓存层面支持资源隔离,对云数据中心的融合架构是一个利好,但仍有一些企业对云架构有更多的需求。阿里巴巴技术保障部系统研发总监高山渊表示,英特尔加了非常多的好特性在CPU里面,但是传统的业务不做优化,很多时候没有办法发挥这些好特性的作用,所以阿里巴巴也跟英特尔做非常深入的合作,通过软硬件联合优化的方式,来实现一个业务级的定制,让性能功耗比表现得更好。

阿里巴巴跟英特尔合作定义了一套评价CPU性能指标的体系AliBench,综合了电商、金融平台、物流、娱乐、云计算、大数据等一系列的需求来评价什么样的CPU最适合于阿里的要求。

深度定制重点考虑的问题:

  1. 做云计算的非常多的技术挑战,包括虚拟化性能方面。利用CPU高级特性,结合软件调优,让虚拟机迁移的平滑度比以前大幅度提高,云客户在使用VM的时候感受不到底层做了迁移,同时给我们的基础设施非常大的灵活性,让我能够更均衡的调度资源,提升资源利用率。

  2. 对于云计算的客户来说,性能稳定非常重要。需要大量的硬件和软件结合优化的工作,用到英特尔最新提供的功能来保证用户在这方面的性能的稳定性,包括计算性能、网络性能等等方面。

  3. 关于SDI。大概从2012年开始,阿里巴巴用英特尔CPU特定的功能优化业务,包括网络应用、存储应用的优化、图像图形计算的加速等功能。特别地,阿里巴巴下一代的云计算里面会推出一个存储计算分离的功能,在这个功能的背后更多的是考量怎么样去用软件充分调动CPU存储和网络的性能。

现在对于阿里巴巴来说,大部分的情况下用的是CPU前面的高频、高核心数的CPU,未来随着阿里巴巴跟英特尔进一步更深入的合作,会定义更多适用于阿里业务需要的CPU型号,让阿里的业务更具有竞争力。

强化性能:数据中心固态盘系列

与Xeon E5-2600 v4一同发布的还有英特尔数据中心固态盘P3320/P3520与D3700/D3600系列,针对Xeon E5-2600 v4优化,用以满足企业存储和云方案部署需求。

  • DC P3320和P3520系列基于高密度3D NAND技术的英特尔固态盘,可为用户提供高效、高密度的存储解决方案。相较于SATA固态盘,DC P3320实现了高达5倍的性能提升2。

  • DC D3700和D3600系列采用NVMe协议的双插槽PCIe固态盘。该双插槽设计可提供关键冗余和故障转移功能,能针对关键业务存储部署中的数据丢失提供安全保障。相较于目前的双插口SAS解决方案,采用D3700的系统可实现高达6倍的性能提升。

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