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唯“快”至上 Linux on Power极速体验之旅

发布时间:2017-03-17 17:24 | 发布者:香港葡京赌侠诗 | 浏览次数:次

Linux on Power极速体验之旅



跑车的诱人之处在于对速度的极致追求,驾驭极速跑车摩擦出的激情火花总是让人着迷,试想驰骋在不限速的公路上,变道、超车,张弛有度,享受人车合一的快感,绝非一般汽车所能比拟,多远的距离转瞬间近在眼前。速度是衡量跑车性能的硬性指标,在计算领域,对速度的追求更为苛责,更快的处理能力,更优化的应用表现带你先人一步到达成功的彼岸。任凭再严苛的应用挑战,在Power8上都可以一马平川,感受如飞车般“唯快至上”的极速体验。随着POWER平台走向开放,除了传统的Unix服务器市场之外,大数据和云计算等领域同样可以享受到Power8芯片带来的强劲动力。

极致工艺缔造极致性能

跑车能比普通汽车更快,首先取决于其强劲的动力系统,业界顶级的跑车零到百公里加速时间已经迈入1.5秒,这与其双涡轮引擎密不可分。而服务器领域的“超跑”,新一代Power8服务器的极致性能同样离不开其核心CPU:POWER8芯片。

POWER8采用22nm工艺,4GHZ主频,最高12核心,每核心8线程(SMT8),即最高支撑 96线程,同时,POWER8的缓存容量进一步提升,包括每个内核521K缓存,96M共享的三级缓存和128MB芯片外部的四级缓存。POWER8沿用CAPI 总线(一致性加速器处理接口),可以让外部组件直接访问 CPU 的内存空间,从而大幅提高了外设的运行效率,相比PCIe接口,每线程 IOPs超过6倍。

不难看出,Power8服务器仅硬件规格就已完胜x86,在应用领域Power8同样让人惊喜,整合完备的设计绝非拼凑出来的产品可以比拟。今天大家着重解读基于开源Linux的Power在云计算和大数据领域的杰出表现。

唯快不破的Linux on Power极速云构建

资源池化是云计算的核心诉求之一,OpenStack开放标准是当今最流行的开源云计算管理体系,OpenStack通过模块化设计为私有云和公有云提供开源App构建。用户可以根据自己的需要去选择相应的模块搭建所需环境,随着企业业务发展,扩大模块就可以轻松实现后续扩展。Power支撑多个Openstack的异构云环境,提高资源利用率可达 20%,加速云资源部署效率。

云计算很大程度上优化了传统资源的交互方式,IBM Cloud Manager(简称ICM)是IBM针对OpenStack架构所开发出来的一个基础架构云平台,通过ICM能够轻松管理多云的环境,包括管理IBM Power服务器,Z系列大机,以及x86服务器。针对开发团队来说,面对多种云环境,基于ICM只需要学习一种类型的API,就能进行云平台的定制化开发,加快云环境的搭建和开发的速度。

同时,ICM可以通过一个虚机的模板进行分区的部署,配置选择时使用统一的模板进行虚机的部署(最大支撑五个分区的批量的部署),简化部署虚机的流程。也就是说,在x86平台部署一台虚机需要各方人员共同协作,最快也要以“天”为单位,如今在Power平台通过ICM实现分区的部署,仅需五分钟就能够完成,加速IT与业务的协作效率。

前面说到Power针对整合完备的设计绝非拼凑堆叠能够相提并论,这一点在KVM上表现得淋漓尽致。PowerKVM是IBM针对POWER平台的开源虚拟化解决方案,PowerKVM与x86KVM在功能上完全一致。而x86KVM是一个纯App的解决方案,PowerKVM是一个软硬件结合的方案,软硬件结合具备深度挖掘的特性。凭借微核技术,PowerKVM的相比x86平台支撑2倍的工作负载,实现更灵活的更高速的虚拟化表现。

Linux发行版RedHat、SUSE和Ubuntu可以轻松地部署在PowerKVM环境中。Power8芯片加入的新特性SMT8,一个Core能够同步支撑8线程指令,相比的单核双线程,Power8单核四倍于X86性能。在开源Linux环境下,对于单一任务的处理能力要求不是很大,而虚拟机数量的要求会增多。传统的整核模式,物理CPU在各个虚拟机之间切换的时差损耗了处理能力。Power微核模式细分了CPU同时处理的精度,同一Core可以支撑更多的虚机。在虚拟机数量超过物理CPU核数的时候,微核模式能够在性能损失不明显的情况下,运行更多的虚拟机,承载更多的用户应用,大幅提升云环境中多租户的工作效率,从而提升整体处理速度。

相比成熟的虚拟化产品,Docker技术是近期最热门的话题,Docker能够很快创建容器,并且对性能没有影响,同时Docker具备很好的适应性,类似于虚拟机一般灵活,Docker在单台设备上部署成百上千个容器,开箱即用,有很多第三方的应用都可以支撑Docker。

如今在Power环境中也可以享受到Docker带来的快速弹性部署。传统虚拟化模式应用是装在裸机上面的,裸机的获取时间比较长,购买一台设备大概需要几天,部署裸机的时间需要几个小时,即便自动化的部署App,也需要数分钟才能够应用就绪。Docker on Power启动、停止、开启、重启等操作秒级完成,运行时性能几乎没有影响,通过Docker实现Apache服务快速横向扩展。不仅PowerLinux的产品可以支撑Docker,同时Docker还可以运行在Power的平台上,也就是说Docker可以运行在基于PowerKVM的虚拟化分区。在开源云环境中,Docker的支撑于Power而言,如同在跑车上插上翅膀,变成真正的飞车。

密集处理无需等 Linux on Power大数据极速处理体验

随着大数据技术的发展推进,对于当今企业而言,企业对数据的看法正向战略资产的方向倾斜,越来越多的企业认识到数据的重要性。对于大数据核心思想就是海量数据存储、分析、查询和预测。海量数据如何存储到分布式的架构里面,如何分析和查询这些数据,并给出准确的预测结果,通过Hadoop架构可以轻松实现。

Powerlinux 完美支撑 BigData Platform 需要的密集型内存及IO,通过Power的强大的处理能力,结合Appache开源架构套件,提供更加独特的性能体验,超越同类Hadoop方案读取性能37%,加速大数据处理。测算结果显示,同等性能下基于Power GPFS+Symphony的Hadoop解决方案节省31%的计算资源,无愧于极速处理的王者。

企业数据离不开数据库系统,互联网行业的兴起,新兴的业务类型催生出非关系型数据库NoSQL的应用发展,其主要特点是内存型的数据库,即很多数据都是在内存里,具备极佳的扩展能力,在NoSQL里面只有简单的Key和Value数据类型。

CAPI+Flash+Redis三剑客是Power极速NoSQL解决方案,用闪存替代部分内存,降低内存成本,提升性能,减少延迟,通过CAPI技术,从应用程序发出读/写命令,消除 97%的指令路径长度,为Web2.0等行业用户带来稳定性表现。相比PCIe,Power的CAPI技术可以缩减一半以上的内存延迟。

前面说到CAPI是Power8的重要特性,CAPI与Power8芯片通过TCIE第三代通道,直接与处理器链接通讯,无需传统的IO芯片转换,因此具有吞吐高、延迟低的特点,进而将处理性能发挥到极致。

NoSQL数据库其大数据属性带来大数据量、高并发、弱事务、易扩展等优势,其中在MongoDB可以说是NoSQL数据库中最受欢迎的技术。首先MongoDB是开源OpenSource,其次具备高性能,第三schema-free,最后它是面向文档的数据库。针对Linux系统,Power服务器提供Advanced ToolChain工具,优化Power硬件架构。正如前面讲到的CAPI技术,MongoDB采用3节点的复制集,线程越多,并发越高,性能越好,处理能力越快,POWER的优势显而易见。

在Power平台上,MongoDB可以在三种虚拟化环境中部署,包括:传统的虚拟化方式PowerVM、开源虚拟化技术PowerKVM、Docker, Power服务器上完全支撑这三种虚拟化技术,因此无需担忧MongoDB在POWER平台的兼容性。

在互联网的企业中,社交数据、非关系型数据比较多,而在传统企业里面有更多的数据是以关系型数据的形式存在,比如交易数据、库存数据、销售数据等等。POWER平台不仅在非关系型数据库中有着杰出的应用表现,在传统关系型数据库系统DB2中,由于DB2 BLU具备数据跳过、列式存储、简单易用、卓越压缩、充分利用CPU特性、内核友好的并行化和优化内存缓存管理等特性,Power四倍于x86的内存带宽,与DB2 BLU实现良好的优化。

DB2 BLU缓存管理技术可以通过缓存管理算法,将热点数据以压缩的形式放置到内存中,实现了高速度和压缩,经过主内存优化、CPU 优化和 I/O 优化,对于POWER平台相比x86平台4倍的线程(Power单核8线程;x86单核双线程)、4倍内存带宽、2倍L1-L3缓存容量,实现4倍的性能提升,帮助用户从传统数据处理过度到大数据处理。客户迁移后的实测数据显示,查询操作从x86平台需要两小时20分的过程缩短到3分30秒,真正使大数据处理变得立等可取,如此性能如何不在大数据时代占得先机?

人类对速度的追求快无止境,跑车如是,计算系统如是。大家坚信一个真理:没有最快,只有更快!Power就是这样一个不断自我超越的平台。随着Power在开源环境部署实践的发展,大家期待着Power在面向云计算、大数据技术的Linux环境中有更极致的应用表现,引领企业用户跑赢大数据时代,飞上云霄。

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