创新驱动云时代 三大计算安天下

——2011年英特尔企业计算创新特别“回顾”

对于即将逝去的2011，各人自有不同见解，可在英特尔公司、特别是其数据中心与互联系统事业部（Intel DCSG）看来，它则无疑是胜利的、令人振奋的一年。这是因为在这12个月中，英特尔不仅在三大企业计算，即云计算、关键业务计算和高性能计算领域均获取了令人印象深刻的创新成绩，而且这里提及的所谓创新，还超越了单纯的产品技术创新层面，牵引了与这三大计算领域相关的IT生态系统及重点行业的发展。

这一亮点映射到云计算领域，主要体现为英特尔公司相关产品技术的进一步成熟，以及与其密切相关的两大开放架构云计算生态系统——开放数据中心联盟（Open Data Center Alliance, 简称ODCA）与英特尔云构建（IntelCloud Builder）计划的飞速发展；它在关键业务计算领域的作用，则是以业界广泛支持新一代至强E7处理器平台，以及众多行业用户选择该平台作为RISC系统替代方案为标志；在高性能计算领域，它又具体呈现为英特尔架构在全球高性能计算市场上无可比拟的优势，用户对于真实应用工作负载理念的接受，以及他们对2020年前实现百亿亿级（Exascale）计算目标及其重要技术基石——英特尔集成众核架构（IntelMany Integrated Core，简称MIC）的热切期盼。

就是这样一个精彩纷呈的英特尔企业计算之2011，将被牢牢书写在我们的记忆中，它硕果累累、步步精“芯”。

化身创新“鹊桥”　为云计算实践“撑腰”

“如果你是希望能通过IT赢得先机的企业，看到云计算就该去发展。你要是困惑，英特尔2015云愿景为你指引方向，要是迷茫，开放数据中心联盟替你出谋划策，要是不知道怎么去搭建，英特尔云构建计划为你部署。”

英特尔对云计算产业的贡献，用这段“撑腰体”来概括再合适不过。在云时代，英特尔的目标不仅仅是要提供云端及客户端所需要的“核芯”平台，更要帮助用户充分挖掘他们对于云计算的真实需求，并引领合作伙伴根据这些需求有的放矢地创新，为用户提供最合身的解决方案，形象地说，它所起的作用，更像是一个打通用户和IT业界，让他们能真正彼此情投意合的云计算创新“鹊桥”。

英特尔这一策略，迥然有异于不少在云计算市场打拼、呐喊的同行们，因为它看到云计算概念问世数年来一直面临落地难的问题，并认识到这一方面是因为相关技术不够成熟之故，另一方面也是因为绝大多数的用户虽认同云计算的愿景和目标，但对自身具体的云计算应用需求缺乏全面、深入的认识所致，因此它才协助建立了ODCA，经过一年的发展，该联盟已经从最初的70多家成员（掌握超过500亿美元年度IT预算），发展到成员数量超过300家（掌握超过1000亿美元年度IT预算），并且发布了首批包含有8个定义了云部署IT需求的开放数据中心应用模型（Open Data Center Usage Models），这些模型对于IT厂商来说堪称技术创新的风向标，对用其他用户来说，可是供其参照，了解和确认自身云计算需求、构建、部署和优化云平台的指针。

这边获取了客户的需求作为养料，另一边自然就会催生产业界相对应的创新成果，英特尔云构建计划就是其中的关键力量。这个业已涵盖了英特尔架构生态系统中40多家重量级软硬件开发商、解决方案提供商及云计算运营商的计划，已根据这些需求产出了60个参考架构，以可帮助用户手把手克服目前云计算实践过程中必须面对的三大挑战，也是英特尔2011年最重视的三大云计算创新方向——云计算平台的简化、效率及安全。

ODCA和云构建计划在英特尔开放架构创新下的互动共进，在2011年只是一个启始，下一轮高潮预计将在明年英特尔至强E5处理器平台发布后引爆，这都归结于该平台将对开放数据中心带来的全面提升——在计算方面，它可以凭借微架构的更新带来明显的性能提升；在存储方面，它内置对先进存储技术，例如SAS及RAID加速的支持；在网络方面，它则计划通过集成万兆以太网适配器，加速万兆以太网的普及进程。相信借助这一平台，英特尔云构建计划的成员能够打造出更多独具特色的方案，来满足ODCA实现更多、更新颖实用的云计算应用模型。而业界的热烈响应似乎已经证明了这一乐观预测——目前已经有400款针对该处理器的系统设计亮相，其数量接近至强5500和5600处理器发布时的两倍，而业界对其首批产品的需求量，也比这两款“前辈”产品问世时多了20倍。

至强更加可靠　“HOLD住”关键业务

如果将2011年英特尔在云计算市场上的表现比喻为“开门红”，那么它在关键业务计算市场的表现就称得上是渐入佳境、已经能“HOLD住”场面了。其实，从2010年英特尔推出首款在RAS（可靠性、可用性、可维护性）特性上可与RISC架构处理器比肩的多路服务器用至强7500处理器后，原来部分只倾向于采用小型机来承载关键业务应用的用户就开始了从RISC到英特尔架构的迁移，而2011年性能和RAS特性更上一层楼的新一代英特尔至强E7处理器的发布，则进一步坚定了整个关键业务计算市场用户对于英特尔架构的信心，以及向之迁移的速度。

有关英特尔至强E7处理器的性能和功能优势，2011年已经有大量的技术报道予以剖析，相比之下，更值得回顾或回味的则是来自最终用户的肯定。今年4月该处理器的发布会及12月举办的英特尔架构关键业务平台应用论坛上，就有不少用户的点评可供撷取：例如中信银行就计划“基于英特尔架构服务器和相关的虚拟化软件来搭建一个非常灵活、非常有弹性的虚拟化平台，在提高性能的时候降低成本”，并且在相关测试中发现至强E7处理器在性能和虚拟化方面有非常好的提升；而民生银行则已经在各IT环境中大量采用了至强处理器，并认为“其主要优势体现在性能、成本和灵活性三大方面，发展速度很快，性能已经强于RISC服务器处理器”；中国电信广州研究院、中国电信BOSS评测中心在分享中国电信CRM系统数据库向英特尔架构服务器迁移的测试结果时，也指出“基于至强E7处理器的服务器平台的性能可达到小型机水平，同时在成本、可维护性和功耗方面都具备较大优势。”

与用户的认可相呼应，业界合作伙伴，特别是关键业务应用的开发商们也非常认可英特尔这一创新的价值，并在围绕它进行应用开发和优化，其中仅来自国内的就包括有卓望信息移动电信OSS解决方案、神州数码SmrtESB金融解决方案、恒生电子证券交易系统、金证科技证券交易系统、用友ERP-NC解决方案、东方通TongIntegrator、东软社保解决方案以及用友伟库等。在这些软件平台上，全新至强E7处理器相比上一代至强7500 处理器，其平均性能提升达22%。

在获取合作伙伴与用户青睐的同时，还有一个现象值得关注，那就是从至强7500处理器开始，RISC架构处理器及服务器制造商就一直在重申自身系统或解决方案的应用价值，并在性能、RAS特性和应用体验方面与英特尔架构产品展开比较，而这在此前是非常罕见的，或许也从侧面说明了目前英特尔架构产品给它们带来的竞争压力。

暂且放开眼前的竞争，瞄准未来，英特尔认为关键业务计算的发展路径是与云计算融合，即企业的关键业务运行平台未来将迁移到云计算平台上去，这种迁移带来的优势是让关键业务应用可以更加迅速、动态地分析云端收集和流动的数据，进行更深层次的商机发掘，而挑战则是如何在整个云计算平台的基础上维系关键业务应用所特别需要的较高性能及RAS特性，为此，英特尔的创新引擎已经开动。

2018冲刺百亿亿次? “不管你信不信，反正我信了！”

从PETAFLOPS（每秒千万亿次浮点运算）到EXAFLOPS（每秒百亿亿次浮点运算），十年内就让计算机系统的性能提升数百倍？！相信它，这是一个可以实现的奇迹，因为在高性能计算市场总会有这样的奇迹，当然，开放架构、特别是英特尔架构对于高性能计算技术发展的鼎力支持也是必不可少的助力。

至强处理器与集成众核架构协处理器的互补，就是英特尔为造就计算机系统性能提升数百倍而铺就的路径。其中至强处理器主要用于处理各种通用的任务，而基于集成众核架构的协处理器则专攻各种高度并行的工作负载。采用这一组合的原因是目前的通用处理器在处理高度并行负载时能效表现不够理想，如果要用它们构建一个百亿亿级系统，那么消耗的电能很可能需要相当于一个中大型城市数百万家庭的用电量。

虽然未来至强处理器未来将不再是英特尔架构高性能计算系统里单一的芯，但它仍将担负主处理器和整个平台核心的职责，因此英特尔也在不断优化它的并行处理性能及I/O性能，在11月中旬发布的2011下半年全球高性能计算机500强（TOP500）排行榜上，就有10套系统采用了至强E5处理器，原因就是它是全球首款在芯片内集成PCI-E 3.0规格的服务器处理器，可提供双倍于PCI-E 2.0规格的互连带宽，在高性能计算系统内部节点增多的情况下，实现更高效率的性能扩展与数据传输。此外，得益于内置高级矢量扩展指令集，在浮点运算性能测试中比上一代产品高出1.1倍的成绩，也让它迅速获得了高性能计算用户的青睐。

与至强处理器需要兼顾多种任务，必须居中指挥调控的角色不同，基于英特尔集成众核架构的协处理器只需一心一意地加速处理高度并行的工作负载即可。在11月举办的2011年超级计算大会（SC11）上，该产品（代号为Knights Corner）已经进行了现场演示，并创下了首次以单颗芯片输出高达1 TFLOPS双精度浮点性能的世界纪录。与其高性能交映生辉的是它对于既有x86应用程序，编程模型和编程工具的兼容能力。这一点是目前其他加速器难以实现的，因为它们都需要用户根据加速器的架构特征以及与之相配套的编程语言和工具对原来的高性能计算应用程序进行修改、甚至是重新编译，需要用户投入很大的人力、物力和时间成本。

有至强和集成众核架构协处理器双管齐下，高性能计算系统用硬件平台性能飙升将成定局，但如何更有效地利用这些性能又成了焦点话题。在这一层面，英特尔于2011年的最大贡献是帮助很多国内行业用户认识到了真实应用工作负载的理念，即要认清自身使用的真实应用工作负载的特征和性能潜力、其对于高性能计算硬件平台的需求，并通过软件和系统调优来实现最佳实用应用性能。该理念的普及可以改变以往高性能计算用户以基准测试程序来指导系统选型、部署、应用和优化的状况，以防止系统测试成绩拔尖，实际应用表现不佳这种“中看不中用”或“本末倒置”情况的出现。以上海交通大学为例，它就在英特尔的帮助下对自身实际运行的与等离子物理研究相关的PEIC应用进行了一系列的分析和代码调优，结果一举收获了40%的应用性能增长。

在推进上述技术及应用理念创新的同时，英特尔也在思索和研究高性能计算平台与云计算平台的融合，此前业界曾以云计算平台会因实施虚拟化导致较大性能额外开销作为其不适于承载高性能计算应用的理由，但就目前开放架构虚拟化软硬件技术的发展步伐来看，这个障碍很快就能被克服，而且英特尔及其部分客户已开展了一些实验，例如美国国家航空航天局（NASA）就测试了基于英特尔万兆以太网技术的高性能计算云计算平台，结果证实其在网络互联上的性能要比同样基于该平台、没有实施虚拟化的传统高性能计算平台更为强悍，或许这样的试验只是开端，但随着未来英特尔架构产品技术的进一步创新和发展，在云平台之上运行和融合标准云计算应用、关键业务应用和高性能计算应用很可能就不再是遥远的设想，或许在实现2015云愿景之后，英特尔就将引领整个产业走向真正的、对应用无所不包的“大云”时代。