2016年10月12日星期三

處理器之爭 Power絕處逢生?

對於大部分人來說,處理器之爭,好像已成定局,英特爾的X89架構已經定於一尊。虛擬化流行,愈來愈多UNIX小型機的運算,被X86平台所取代。幾乎大部分針對UNIX系統的RISC處理器,市場均迅速萎縮。

HPE的Itanium處於遭淘汰邊沿,Oracle所收購的Sun SPARC,前景亦不甚明朗,整體上RISC處理器於服務器市場,好像走到盡頭。但是,IBM反其道而行,大舉投資於Power處理器。

Power處理器可支援IBM大量應用,包括了主機系統z System,IBM也針對高端應用市場,針對高性能運算(HPC)、大數據、認知運算等,致力於為Power打開新的藍海。

IBM的第一步是開放Power的硬件設計,營造生態系統讓更多廠商推出Power服務器。OpenPower是IBM於2013年策動成立的基金組織,推動Power架構,鼓勵設計和開發Power處理器架構不同服務器;成員包括Google、Nvidia、Broadcom、IBM等。IBM向有興趣的廠商,授權生產Power處理器。

相對於英特爾,完全壟斷X86架構,OpenPower廠商有更開放的設計彈性。


Power加速應用

Power架構比X86更開放,IBM藉此促進OpenPower生態系統,吸引服務器廠商加入Power陣營,推動Power在超級數據中心、HPC、大數據、認知運算(Cognitive Computing),甚至人工智能(AI)等應用。

Power有利條件之一,為全球不少工程師,已採用Nvidia的CUDA平台,執行極為複雜和HPC的科學及模擬(Simulation)運算。以GPU執行類似超級電腦的工作,如醫學模擬、氣象、基因組學(Genomics)研究,近數年蔚然成風,Nvidia又是OpenPower成員,藉OpenPower推出HPC服務器,打入數據中心市場。近年,基因組學更是HPC重點,以計算人類基因組信息,為疾病提供新診斷和治療方式;如基因組測試癌症,評估病人復發率及化療效果。

IBM的院士暨Power技術總監Satya Sharma說,NVLink是Nvidia推出的架構,加快從處理器傳送資料至GPU, 再以CUDA平行處理加速運算,送回Power處理器作分析。今年四月,OpenPower峰會上,IBM宣佈明年推出的Power 9處理器達24核心,較Power8再多一倍,採用工業DDR4 RAM,並支援NVLink 2.0,直接連接Nvidia的GPU,速度高達25Gbps。

IBM亦與蘇州中太服務器簽署分銷協議,在中國分銷蘇州中太的OpenPower服務器。蘇州中太為中國首家以OpenPower技術架構,推出自行開發的RedPOWER服務器,通過CAPI+FPGA/GPU技術,執行高性能運算,甚至人工智能。

FPGA(Field Programmable Gate Arrays)為可編程硬件,原理上接近ASIC,以硬件加快執行速度,卻可以編程及升級,亦可為應用加速,取代類似GPU平行運算。蘇州中太的RedPOWER透過FPGA和Power以CAPI技術連接,同時又支援GPU,工程師可用不同方式,以平行運算或FPGA為應用加速,可加快處理如大數據和認知運算。

最近,Microsoft也公佈Azure雲運算加入FPGA性能;全球34個Azure數據中心加入FPGA,以英特爾屬下Altera的FPGA架構,以PCIe連接傳統服務器。Microsoft也利用了FPGA加速Bing檢索引擎,據說採用FPGA後,比傳統X86處理器快了40倍。

Power8則是全球首枚針對GPU加速處理器,NVLink又比傳統的PCIe架構,速度快上五倍,所以Power比Altera的FPGA效率更高,GPU與CPU之間高速連接,更適合執行HPC。


大數據優化

IBM也為Power執行Apache Spark作了深度優化。Spark是針對大量數據的內存分散式運算,可加快處理大量數據,適合用於大數據。IBM和Hortonworks推出Power平台上的解決方案。

今年OpenPower的峰會,Google率先公佈採用Power;主要網上服務均會移植至Power架構執行。Google也是OpenPower成員,Google的Gmail和Youtube每日處理數以十億計次服務要求,運算要求極高,Google須設法提供更多運算能力。據說Power架構大幅減少了Google服務器數量,節省機架空間和電力。Power內建了資料壓縮(Compression)和加密(Encryption)性能,加快處理交易亦有幫助。

另一家擴大採用Power處理器則為本港上市的騰訊(股份代號. 700)。騰訊一向與IBM有合作關係,以Power公共雲提供SaaS,亦採用Power處理器以改善分析能力。Nvidia亦推出OpenPower產品,配合GPU加速應用;未來針對數據中心的OpenPower產品,相信有如雨後春筍。

IBM整合了Power各種作業系統,包括了AIX、System i、Linux,和OpenStack,等,可以迅速轉移至IBM雲端。IBM和Mirantis合作,利用OpenStack管理IBM的Power系統,同時整合到混合雲。不少電信商均是利用Mirantis方案,包括澳洲電訊Telstra等。

IBM也致力於整合其他開源廠商,以加大Power生態,包括與NGINX及Red Hat等合作,支援開源軟件,拓展Power的生存空間。

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