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数据库服务器CPU选择原则

时间:2010-7-23来源:互联网 点击:
 1) 超强计算性能满足业务需求与成长

  传统x86处理器由于架构和原理上的差异,因此在面对并行计算需求强,浮点运算和大规模数据库时的性能往往不能与RISC架构处理器相比。除了这些对处理器架构有所依赖的“硬指标”之外,数据库应用往往还需要多核处理器在互联上以及内存访问上拥有较高的带宽——因为其数据吞吐量大,计算随机性和突发性大。这也是x86处理器长期以来的软肋。

  此外,用户在选购服务器时往往还会考虑未来的可扩展性,尤其是处理器方面。传统的x86处理器很难直接支持4路以上的扩展,因此在数据库业务拓展上存在瓶颈。

  但近几年x86处理器性能提升很快,尤其是英特尔Tick-Tock战略推出之后,x86处理器以一年架构、一年工艺的速度飞快发展,与RISC处理器的性能差距越来越小,在某些方面甚至超越了RISC。

  英特尔最新发布的至强7500系列处理器,不但可以支持2路到最高256路服务器的拓展,满足业务拓展,此外还通过强大的Nehalem-EX架构使其在计算性能上不弱于当今主流RISC处理器,为数据库应用开辟了新路。  

  与上一代至强7400相比,至强7500采用8核(高端版本)封装,加上超线程技术(HT),一举将逻辑计算线程提升到了16条,数据库并行处理能力大大增加。据英特尔官方数据,处理器在数据方面的计算性能是上一代的2.5倍,而其中最显著的功效来源于4条QPI直连总线带来的超快通讯速度(可到6.4GT/s,远非以往FSB总线所能企及)、超大的L3缓存(多达24MB)和9倍于前的内存带宽(四通道DDR3)。

  这一系列技术使得至强7500成为目前最强的x86处理器,足以轻松应对现有数据库应用的升级,并获得较高的整合效率。在专业针对数据库应用的TCP-E测试中(详见:至强7500横空出世 TCP-E数据库测试名列榜首),采用了至强7500系列处理器的NEC和IBM服务器分别获得了前两名,足见其性能之强悍。

 2) 从采购到运营 强势生态造就低成本

  如果说以前企业在考虑购买数据库服务器时,考虑的仅仅是性能足够。那么今天的企业IT部门在部署数据库服务器时,更多考虑的是其性能是否适用于未来业务的拓展。

  从性价比来看,至强7500由于性能相比上一代产品提升2.5倍(数据库应用),因此在同样规模的业务量下,部署数量也相应要较少2倍多。而售价上至强7500只上升了约10%,这笔帐想必买家都会计算。但是如前文分析,设备的淘汰和折旧,产品生命周期,能否适应业务的升级,是现在用户更加关注的问题。在未来数据库规模拓展,需要更多计算量的时候,至强7500提供了两种选择:一种是无缝升级到更多内核的处理器;另一种是拓展成多路服务器系统。

  前文已经说过,至强7500支持2路到最高256路的多路服务器系统,其中8路以下拓展不需要第三方节电控制器的支持。拓展之后的性能,也因为QPI总线的内部互联而彻底解除了瓶颈。  

  此外,至强7500系列处理器支持多达16条DIMM内存插槽。在Dell新推出的至强7500服务器中,创造性的采用Flex Memory Bridge技术,使得一个四路服务器在仅插两个处理器的情况下,每个处理器可以使用另外没插处理器的8条DIMM内存插槽(每个处理器标配了8个DIMM内存插槽),也就是两个处理器可以用全服务器内的32条内存插槽(请自行理解)。这给了用户极大的灵活性——有的用户数据库规模大,运算量却并不大,因而仅需要内存多,而并不需要插满四个处理器。

  另一方面,受去年金融危机的影响,IT业界普遍认为未来的IT系统应更加注重能效比(有数据称数据中心两年的电费等于采购成本)。至强7500相比上一代处理器平均性能提升了3倍,而功耗在95W~130W之间,因此可以说“在性能相同的情况下,电费仅为过去的1/3”。

  与小型机相比,至强7500的x86生态环境更加开放,支持Linux、Windows、Solaris等多种操作系统。此外,由于x86平台软件厂商众多,支持的应用软件数量远远多于RISC+UNIX,因此可以更加灵活地适应各种环境变化,数据库迁移相对容易。

 3) 保证可靠性是x86处理器的必修课

  但是另一个摆在我们面前的问题是处理器的可靠性问题。众所周之,企业中的数据库作为支撑前台业务的核心,其可靠性要保证在99.9%以上。而与RISC平台相比,x86处理器由于计算原理所限,在计算可靠性和精确性上有天然缺陷。也因此,关键业务领域一直以来都选用的是RISC平台,而x86平台被看做是不稳定、不可靠的通用计算平台。

  在数据库规模日趋庞大的今天,很多企业在犹豫是保有原来的x86平台数据库,承担可能的风险;还是迁移到RISC小型机上,承担一大笔成本。实际上,这类矛盾和担忧一直存在于关键业务领域在x86平台和RISC平台的博弈中。甚至有DBA在采访中称:“性能高、稳定性又能与小型机媲美,我当然会选择相对灵活的x86平台,因为成本要少很多。”

  可见,x86平台的开源和低成本是吸引数据库用户部署的主要因素。另一方面,x86处理器在说服数据库用户时,迫切需要提高的就是可靠性。

  传统上来说,RISC+UNIX比x86+Linux或Windows更稳定。RISC服务器在硬件架构设计上与x86服务器有很大的差别,使用了非常多的冗余技术和高可用技术,因此可靠性较高,当然成本也更高。x86服务器的硬件质量水平参差不齐,有高有低,硬件做工上稍差。不过,x86服务器——尤其是x86处理器与RISC处理器的可靠性比拼上,也在不断进步。  

  在至强7500的正式说明文档中,提到的RAS特性就有22条之多,集中解决三个方面的问题:一是数据保护,利用CRC、ECC等硬件机制来对传输的数据进行校验、纠错,如果无法纠正,就将损坏的数据进行隔离,以保证不造成更大的数据,避免系统的重启和宕机。

  二是高可用性,包括各种主要部件的备、镜像和热切换等,以保证系统的高可用性。

  三是计划宕机时间最小化,包括系统分区管理技术、CPU和内存的热添加和热移除等,将系统维护时间降低到最小。

  这些特性形成了一个完整的MCA架构(Machine Check Architecture),可以在不关机的情况下检查和纠正处理器、内存或者IO中的错误,在OS配合的情况可以对系统进行热维护,保障系统的不间断运行。据了解,原先只在IA64架构处理器上才有MCA功能;而系统方面,包括微软Windows Server、RedHat、SUSELinux以及VMware等平台都已经支持这一功能。

  从整个产业的发展来看,x86服务器有广泛的生态系统,各种软硬件厂商数量众多,用户甚础也相当庞大,整个产业有强大在的生命力。而RISC小型机的厂商各自为战,IBM、HP、Sun自成一家,硬件和操作系统都相对封闭很多,因此生命力不如x86。而基于以上三大方面的考虑,RISC平台在传统数据库领域的性能优势、可靠性优势和可拓展性优势仍然存在,但在以至强7500为首的x86处理器的冲击下,差距正逐渐缩小。我们相信,在x86和RISC平台的争夺与发展中,受益的永远是用户。

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