刀片之爭——四款刀片服務器測評

今年3月，英特爾32納米的至強處理器5600系列正式推出，它主要用于雙路服務器和工作站系統，可帶來更加出色的計算性能及能效。美國《InfoWorld》近期對基于該處理器的戴爾PowerEdge M1000e、惠普BladeSystem c7000和IBM BladeCenter H等數款刀片服務器系統進行了測試。

英特爾至強處理器5600系列(研發代號為Westmere-EP)是英特爾新一代智能服務器處理器，與上一年英特爾推出的至強5500系列相比，在技術上有了很大進步。它采用更為先進的32納米制程工藝，成為英特爾服務器和工作站處理器中首批采用該工藝且最多集成了六個內核的芯片產品。另外，它采用英特爾第二代高K金屬柵極晶體管技術，實現了處理器計算速度的提升和能耗降低，使至強5600 系列在性能上比基于45納米的至強5500系列提升最高達60%。基于這一性能表現，數據中心用戶完全可以用1臺基于至強5600系列的服務器來替換15臺基于單核處理器的舊服務器，并最短在5個月內收回新服務器的采購成本。

在英特爾官方發布至強5600(Westmere)處理器之前，戴爾、惠普和IBM采用這款最新處理器的刀片服務器送到了《Infoworld》在夏威夷大學的測評中心。之后進行的基準測試表明，Westmere把刀片推向了新的高度。我們在測評中還添加了經濟型的Supermicro刀片機箱。帶4塊刀片的戴爾、惠普或IBM機箱起價都超過4萬美元，而Supermicro解決方案的成本只是它們的零頭，雖然它與這三大刀片系統不是一個級別的，但對可能不需要最新功能或最高性能的公司來說卻是個值得關注的選擇。因此，我們也對它進行了同樣的測試。所有測試工作都在夏威夷大學的高級網絡計算實驗室(ANCL)進行。

測試介紹

這次測試我們沒有使用HPC基準測試，而是選擇了一套定制的VMware測試和一系列實際性能指標的測試。VMware測試由以下這幾部分組成:一個大規模的定制LAMP應用軟件(運行Nginx的負載均衡器)、四臺Apache Web服務器和兩臺MySQL服務器，它們都配備了充足的虛擬處理器(vCPU)和內存資源，以便每塊刀片中的物理和邏輯處理器可超額訂購(oversubscribe)。

工作負載旨在模仿實際的Web應用使用模型，對靜態/動態內容、隨機化的數據庫更新、插入和刪除進行加權組合處理。這個負載按特定的并發數量來生成，開始是50個并發連接，然后增加到200個。所有刀片最適合處理的并發連接數量是150個，于是我們用這個數字作為公布結果。先在一塊刀片上進行這些VMware測試，隨后在兩塊刀片上進行。刀片運行的是VMware ESX4，由專用vCenter實例來控制。

其他實際測試是一批同時運行的常見單線程任務，任務數量達到及超過每塊刀片上的邏輯處理器數量，一直增加到物理核心的8倍超額訂購。這些測試包括對155MB的WAV文件進行LAME MP3轉換、對155MB視頻文件進行MP4到FLV視頻的轉換、gzip和bzip2壓縮測試以及MD5求和測試——之前我們用同一套基準測試來比較新的英特爾Westmere-EP和前一代的Nehalem-EP處理器。它們充分代表了實際的工作負載，并證明能始終如一地反映總體刀片性能。

除了這些測試外，我們的最后一項基準測試是使用Ixia的IxChariot工具，評估同一機箱中刀片之間的網絡吞吐量。這些測試基于幾個常用負載，包括iSCSI 32K和256K讀取測試、流量仿真負載以及評估連接速率的BitTorrent P2P負載。我們還使用Ixia的IxLoad測試工具對LAMP應用軟件生成負載，以便進行初步性測試，之后使用基準測試套件的內置客戶端來進行。

Westmere間的比拼

雖然戴爾、惠普和IBM可以為這次測評隨意選擇自己喜歡的處理器，但它們送測的系統中每塊刀片都采用英特爾Westmere-EP X5670 2.93GHz處理器和至少24GB的內存。選用Westmere的理由很明顯:六核比四核快，加上Westmere每個核心的性能也比Nehalem略勝一籌，因此，它們是眼下64位領域速度最快的處理器。

戴爾還帶來了一組X5680 3.33GHz處理器，我們可以看到X5680處理器有怎樣的表現。不過為了進行同類比較，我們評估了基于X5670芯片的戴爾刀片具有的性能。低成本的Supermicro刀片配備了速度較慢、但價格便宜得多的AMD皓龍2378，這是時鐘頻率為2.4GHz的四核Shanghai處理器。

我們還允許每家廠商自己選擇配置的存儲類型。戴爾帶來了戴爾EqualLogic PS6010XV萬兆iSCSI存儲區域網絡(SAN)陣列，惠普的是EVA 2124光纖通道陣列，IBM配置了System Storage DS5020，走的也是光纖通道路線。由于時間較緊，加上存儲介質之間相對有差異，沒有進行SAN陣列吞吐量測試。

刀片性能測試結果很有意思，因為基本上都一樣。戴爾、惠普和IBM的刀片解決方案都采用了Westmere X5670，彼此在所有測試方面的表現都在誤差范圍內。

線程并發測試結果表明，大體上來說，戴爾、惠普和IBM的刀片不相上下，IBM以微弱優勢排在首位。VMware LAMP 應用軟件測試的結果也幾乎打成平局，IBM、惠普和戴爾每秒可處理的請求分別是2125次、2110次和2104次，IBM僅以0.7%的優勢領先。總之，這三個配備Westmere的刀片系統在測試中性能方面的差異并不大。

低成本的Supermicro排在末位，這不出所料。由于它的每個處理器都使用四核而不是六核，時鐘速率較低，又只有8GB內存，再加上芯片要落后好幾代，Supermicro就其成本而言，其表現實屬不錯，但與英特爾Westmere刀片根本沒法比，這不足為奇。

由于戴爾還帶來了一組3.33GHz英特爾Westmere X5680處理器，于是我們換成這款處理器安裝到其中一塊戴爾刀片上，重新進行線程并發測試。結果比基于X5670的測試快12%左右，這反映了每個核心的時鐘頻率快400MHz的事實。

有意思的是，戴爾、惠普和IBM刀片在Ixia IxChariot吞吐量測試中的表現同樣出色。這表明，現在各大廠商基本上統一使用了英特爾Westmere，而內部萬兆交換架構業已成熟。Supermicro送測刀片沒有萬兆，但測試刀片上的千兆接口其性能還是符合要求的。

測評總結

在測試最后一天，我們把超過1噸重的刀片服務器硬件運回了它們各自所在的公司。深入了解這些現代刀片服務器的工作機理足足花了幾個星期的時間，我們得出了一些基本數據。

在同類比較的基礎上進行測評，戴爾、惠普和IBM的刀片系統都能達到性能指標。這些廠商提供的配置相似的刀片系統在刀片性能上差異不大。因而，由于性能方面沒有太大差異，我們對這組刀片的評估就轉移到了功能、選項、價格和管理工具上。完整的具體測評內容見后面的報告，這里簡要介紹一下測評結果。

自上一次測評以來，戴爾無疑一直在精簡刀片管理界面，該公司推出了一些極有吸引力的功能，比如全局BIOS和固件更新工具。惠普的管理功能也很全面，但缺少其他廠商提供的幾項功能，比如更新BIOS和固件以及映射本地共享資源以便掛載虛擬驅動器和ISO映像的功能，這讓人難以理解。IBM也不馬虎，使用了簡潔、易于瀏覽的管理圖形用戶界面(GUI)。當然，這三家廠商還都提供了外部全局管理工具，把刀片和服務器的管理提升到了新的水平，但這些工具不在這次測評范圍之內。

如何選擇?

如果是一般的應用，你用這些解決方案中的任何一款都能順利完成工作。如果你想要一款性能穩定、價格偏低的刀片服務器平臺，又不需要存儲刀片等額外特性，那么，戴爾M1000e很適合你。如果你需要內部存儲，比如用于分支辦事處部署，或者需要廣泛的刀片類型，那么惠普c7000會合你的心意。如果你不介意每個機箱少兩個刀片插槽，但需要一些額外的冗余性能，那么IBM BladeCenter H可能正是你所需要的。如果你擔心開支問題，又不介意加大工作量、犧牲一些性能和選項，那么Supermicro SuperBlade不失為一種極其劃算的辦法，可以為你的數據中心添加刀片。

不過你選擇哪個，有一點很顯然:目前這批刀片服務器已完全準備好了順應虛擬化潮流、可以應對幾乎任何挑戰。如果你選擇了其中一款刀片系統，而不是選擇普通的1U服務器，不但有望獲得出色的性能，還有望獲得更高的可用性和全面管理，以及更低的電源和冷卻成本。其中一些解決方案中的高級電源和冷卻管理同樣有助于節約總體成本。