ZD至頂網服務器頻道 08月26日 新聞消息（文/董培欣）：談到企業級服務器市場，人們首先想到的會是x86 E5、E7系列的CPU產品，IBM在企業級市場推出的Power Systems服務器產品很少會被用戶了解。可是在今年春天舉行的OpenPOWER峰會上，谷歌明確表達了關于打造基于OpenPower的可擴展服務器解決方案的計劃。將Power處理器又一次展示在用戶面前，Power與x86相比有什么技術特點引起了google的青睞？下面讓我們從指標和應用兩個方面去好好分析一下。

Power的指標對比

2014年，曾有兩個不同的第三方機構分別將IBM Power8與Intel Xeon E5-2697 v2和Intel Xeon E7-8890 v4做了一次硬件指標對比。兩年過去了，現在隨著Intel Tick-Tock（工藝年-構架年）的芯片發展模式，現在Intel Xeon處理器型號已經發展到Xeon v4。因此我將目前可以查到的最新Xeon v4相關處理器硬件指標也同時列出，再綜合進行一下對比。

Power VS Xeon

Power8 VS Xeon E5

?	POWER8	Intel Xeon E5-2697 v2	Intel Xeon E5-2697 v4
處理器速度	4.15GHz	2.697GHz	2.3GHz
內核(單一插槽)	12	12	18
每核線程數	8	2	2
最大主存儲器容量	1TB	768GB	?
內存控制器	2	1	1
片上緩存	?	?	?
L1	64KB/核	32KB I + 32KB D/核	?
L2	512KB/核	256KB/核	?
L3	96MB/芯片	30MB/芯片	45 MB/芯片
內存帶寬	230GB/s	59.7GB/s	?
輸入/輸出	PCIe Gen3	PCIe Gen3	?
設備加速器	CAPI	QPI	QPI

Power8 VS Xeon E7

?	POWER8	Intel Xeon E7-8890 v2	Intel Xeon E7-8890 v4
每個CPU內核數	12	15	24
每個CPU的線程數	8（96）	2（30）	2（48）
最大可尋址內存（每插槽）	2TB（S824） 16TB（E880）	1.5TB	12TB
最大處理器速度	5GHz	3.4GHz	2.6GHz
片上緩存	64KB/核	?	?
L2	6MB	3.5MB	?
L3	96MB	37.5MB	60MB
CPU核心規模(Die)	22nm	22nm	14nm
功耗	250W	155W	165W
內存帶寬	230GB/s	85GB/s	?

IBM的Power 9處理器預計要到明年下半年才能正式推出，屆時Intel應該會有更新的Xeon處理器進行應對。因此這里將Power8與Intel Xeon v2、v4處理器的硬件指標同表進行對比。

在這里讓我們來重點對比一下CPU主頻、內核數和CPU線程。

在主頻方面Power8 CPU占據著優勢。最大5GHz的主頻比表中Intel主頻最高的Xeon E7-8890 v2還要高出不少。Xeon E7-8890 v4雖然在工藝和構架上都有改善，但CPU主頻卻有大幅下降，僅為2.6GHz。

在CPU內核數量方面，Intel這兩年有長足發展，當時與Power8同樣有12個內核的Xeon E5-2697 v2現在已經升級到18個內核的Xeon E5-2697 v4（但是CPU主頻下降到2.3GHz），以前15個內核的Xeon E7-8890 v2更是升級到了具備24個內核的Intel Xeon E7-8890 v4。光從CPU內核數量看來，只有明年當Power 9面世后，才能在這方面與當前的Intel進行比拼。

不過要是按CPU線程數來計算的話，這個結果馬上就被翻轉過來，Power8處理器每個內核可以支持8個處理線程，而Intel Xeon只能支持雙線程處理。換句話說，Power8可以在系統中虛擬出多達96個CPU而Intel Xeon即便是8890 v4最多也只能虛擬出48個，只達到Power8的一半。

CPU的處理能力，不能簡單的通過這些硬件指標進行評估。接下來，讓我們再通過Power與Intel所采用的不同指令集再進一步做一下分析。

RISC VS CISC

為了避免過多冗長的技術陳述，我想借用很早以前的一個大輪車與小輪車的廣告來對此進行說明。RISC就像是一輛小輪車，車輪轉一圈移動的距離短（指令長度短，每個時鐘周期內處理的任務數量少），CISC就像是一輛大輪車，車輪轉一圈移動的距離長（指令長度長，每個時鐘周期內可以處理更多更復雜的任務）。小輪車的速度要想和大輪車一樣，就要轉的更快（有更高的主頻）。所以在同一個時鐘周期內，CISC可以進行更多的工作，RISC由于做的工作少，因此可以實現更高的主頻，甚至分出更多的工作線程。

從應用的角度來看，CISC更適合桌面端應用的處理。無論是圖形、圖像、視頻文檔，都需要進行復雜的運算，CISC更長的指令長度可以在更少的時鐘周期內處理更多的工作，從而降低主頻，減少主機功耗。

而服務器端的應用剛好相反，服務器處理的絕大部分應用就是尋址和轉發。但是需要應對海量用戶，進高強度的重復工作。這時候具備更高主頻、更多工作線程的RISC指令集優勢可以充分顯示出來。

上面指標性的對比還是有些空泛，下面從Web訪問、虛擬機、數據庫的實際應用角度去做一下具體分析。

Power的應用分析

Web應用

我曾經長年進行網絡及網絡安全產品的應用性能測試，在服務器的Web應用性能測試上也有一些涉獵。下面就將以往對服務器Web應用性能測試的體驗給大家介紹一下：

在以前對服務器網絡應用性能進行測試時，有這樣一個發現，服務器在對Web應用請求進行處理的時候，無論采用靜態頁面還是動態頁面進行應用請求測試，在相同請求速率下，服務器CPU負載壓力的變化并不明顯。

實際分析一下可以了解，無論靜態頁面、動態頁面甚至目前新出現的HTML5，服務器端所做的工作都只是將頁面請求的內容或數據傳輸到客戶端。更多的后期運算、處理工作均是在客戶端來進行的。反倒是更多的每秒應用連接請求響應，會給服務器CPU帶來更多的處理壓力。（當然網絡帶寬和并發連接也是非常重要的考核指標，但與CPU運算相關度不高，這里就先忽略一下了。）此類簡單而高度重復性的工作，從理論上講，更加適合于主頻更高，指令更精簡的Power系列處理器進行處理。

但這也只是一個從理論上的推斷，由于以前接觸基于Power處理器的服務器機會較少，因此目前無法拿出更直觀的性能對比數據進行比較。希望今后能有機會再與IBM合作，對其Power服務器應用性能進行更深一步的研究。

虛擬機

x86的虛擬機搭建人們已經講了許多，但虛擬機的資源占用情況卻總被有意無意的忽略掉。目前無論采用KVM還是VMware的方式進行云計算系統搭建，在對眾多虛機的系統資源進行管理時，大約會占用20%左右的x86 CPU處理資源。此外，每個虛擬機至少需要一個虛擬網卡對網絡應用進行處理，這些虛擬網卡的數據轉發也需要消耗大量CPU處理資源。還有一些虛擬系統內部的VLAN、VXLAN之類的網段劃分……這些虛擬化系統的資源占用，保守估計將占用服務器CPU處理資源的50%以上。如果采用的是一些開源虛擬化系統，CPU資源占用可能因為未進行過專門系統優化而進一步增加。

這些問題在一兩個虛擬化節點中還不明顯，但隨著虛擬化規模的擴大，虛擬系統資源占用的問題會逐步的顯現出來。下面一張圖片，也許可以形象的表達出，在基于x86的開源云計算系統中，實際應用處理的工作方式。

IBM POWER進行虛擬系統搭建時則完全不同，采用POWER8處理器進行虛擬化系統搭建時，可以利用 Power Systems 提供的 IBM PowerVM虛擬化技術。通過虛擬化處理器、內存和 I/O 資源，并對每個內核進行分區，PowerVM 可將工作負載合并到少量主機上。這樣，有助于節省硬件和能源成本，同時構建更加靈活的 IT 基礎設施。

可能正是基于這些原因，谷歌目前也已經將相當一部分知名Web服務移植到Power系統當中。

數據庫

大型數據庫應用處理原本就是IBM Power的強項，只不過以前這些工作大部分是由小型機或大型機來進行承擔。現在采用Power8處理器芯片的IBM Power Systems服務器的出現大幅降低了用戶采用大數據技術對企業信息進行深度分析的使用門檻。Power Systems 基于 POWER8 技術的獨特創新設計為IBM DB2數據庫提供強大平臺。DB2下一代內存計算技術結合 BLU Acceleration，可充分利用Power Systems在硬件優勢。在并聯條件下，更加快速地支持每內核多線程的多核之間發生的更多并發查詢。Power Systems提高了內存帶寬，數據運算可用內存高達1 TB，加大了每個處理器的緩存，提高了I/O 提取、移動和訪問數據的速度。這些能力可通過一致性加速處理接口 (CAPI) 智能加速技術進一步增強。

IBM的客戶指出，采用BLU Acceleration 解決方案，DB2壓縮率是未壓縮表單的10倍，由于只需要處理相關列，內存列處理減少了需要處理的數據。數據忽略可進一步減少需要處理的數據量。數據處理工作可分布到多個POWER8 處理器內核，每個處理器在每條指令處理周期中處理多個數據元。采用 DB2 on Power Systems 的客戶，分析工作負載的速度提高了50倍。

識途老馬 功在不舍

記得電影《大唐玄奘》里有這么一段場景，石槃陀雖然帶玄奘走了不少捷徑，但還是因為心中恐懼，未能與玄奘大師一同前往西域，到是一匹識途的老馬帶著玄奘大師避過流沙、找到清泉，協助玄奘一同走到了西域。

在通往云計算的路途上也是如此，有些廠商會為用戶提供一些捷徑，但終因自身技術實力積累的不足，會半途而廢。這時，就需要一匹識途的老馬帶著用戶走出困境，走向成功。IBM Power的處理器更新速度雖然比不上Intel但是幾年后應用性能依然可以滿足用戶需求。就像是一匹后勁十足的老馬。IBM長年在數據庫、中間件方面的技術耕耘，又為這匹老馬提供了豐富經驗，足以協助用戶闖過重重磨難，最終成功完成云計算的技術轉型工作。相信，IBM這個藍色巨人也會借助Power的力量打破桎梏，協助正在向云計算轉型的用戶，突破困競，重新步入輝煌。

原文發布時間為：2016-08-26

本文作者：畢波

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Power的力量的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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