统一计算

思科统一计算系统内存扩展技术 经济高效地支持大型内存工作负载

消除内存瓶颈

无论是经济繁荣还是低迷时期,企业始终都面临着在保持所需服务等级的同时控制开支的压力。为了满足这一需求,企业开始寻找通过整合和虚拟化,来提高服务器计算平台的容量和效率。随着业务线(LOB)应用、公司数据库、在线事务处理(OLTP)和Web服务器应用的工作负载不断增加,服务器系统的内存容量对于系统整体性能起着日益重要的作用。为了支持当前多核处理器的更多内核和更高主频;为了在同一服务器上支持更多虚拟机;为了支持某类企业应用将更多的数据缓存在主内存中,从而提高性能,我们需要提供更多的内存。

有三种方法能够消除内存瓶颈,满足上述需求:

  • 增加服务器数量—通常为双路x86服务器。
  • 购买更大、更昂贵的四路服务器,以增加内存容量。
  • 提高每服务器的内存容量。

增加服务器数量,意味着所需的电量、冷却和基础设施会随之增加,从而造成运营开支(OpEx)、管理和维护成本的上涨。这种方法的总体拥有成本(TCO)较高,因而并非适用于当今企业的最佳解决方案。

通过购买更昂贵的四路服务器,也可增加可用内存,因为每个插槽都能提供更多的可寻址内存。但四插槽服务器需要更昂贵的处理器,而如果内存是系统瓶颈,则可能并不需要这些昂贵处理器。另外,增加插槽数量除了会增加投资开支(CapEx)和运营开支外,还有可能提高软件许可证费用。因此,这种方法的TCO会更高。

相比而言,提高每服务器的内存容量是一种经济高效、可扩展的方法。与其他方法相比,该方法能提供更好的投资回报(ROI)和更低的TCO,有助于IT部门通过更少的投入完成更多任务。

思科统一计算系统内存扩展技术

Cisco UCS B250 M1具有内存扩展技术的刀片服务器和Cisco UCS C250 M1具有内存扩展技术的机架式服务器,采用了思科内存扩展技术。该项技术可将四个物理上独立的DIMM映射为能被处理器内存通道识别的单一的逻辑DIMM(图1)。通过这种映射,思科实现了拥有48个DIMM插槽的内存扩展服务器。而采用相同处理器的传统服务器和刀片系统,在内存全部运行在最高频率情况下,最多只能支持12个插槽,在降低内存工作频率情况下,最多支持18个插槽。

图1 从CPU的角度看,思科内存扩展技术可将4个物理DIMM映射成单一的大型逻辑DIMM

思科内存扩展服务器中的48个DIMM插槽可插入4-GB或8-GB DIMM,由此为数据中心操作员提供了两种强大的新方案,能够有效地实现内存容量和性能的平衡。

低成本方案

低成本方案使用价格经济的4-GB DIMM,而非昂贵的8-GB DIMM来提供高达192 GB的内存使用量。与传统的双路服务器相比,该方案能使数据中心操作员节约高达60%的内存成本。传统系统在使用18个(而非12个)DIMM插槽时,会出现性能下降的情况,而思科的解决方案则能在节省成本的同时,保持一贯的性能水平(表1)。此外,思科内存扩展技术能使用4-GB DIMM提供高达192 GB的内存—此容量比使用更昂贵的8-GB DIMM的传统服务器还要多48 GB。

虚拟化环境能够为每个虚拟机分配大量固定内存,而无需使用两层分页访问。通过将整个数据集一次性加载到主内存中,能够改进数据库管理系统、业务逻辑应用和电子设计自动化(EDA)模拟。同样,通过基于内存的检索,能够提高基于内存的工作负载的性能,例如内存数据库以及名称和内容高速缓存服务器等。

表1 根据2009年8月的公开价格,思科内存扩展技术实现的节约
内存容量 典型系统内存成本( 美元) 思科统一计算系统™内存成本( 美元) 节约的成本( 美元) 节约的比例( 百分比)
96 11,880 4800 7080 60
144 17,820 7200 10,620 60
192 不详 9600
384 不详 47,520

大内存方案

大内存方案能够为某些需要极大内存的工作负载提供支持。Cisco UCS B250 M1和UCS C250 M1服务器在使用8-GB DIMM时,可提供高达384GB的可用内存,创造了采用Intel® Xeon®5500系列处理器的双路服务器的内存纪录。这一容量可媲美当前四路x86架构服务器的容量,且相对于昂贵的大型四路服务器而言,这种双路服务器解决方案的成本更为经济。

由此,企业不必支付传统服务器系统的高昂成本,即可获得出色的内存可扩展性。现在,IT部门能够使用低成本、超大容量的内存,更为经济地整合更多应用和虚拟机。

内存延迟特性

Intel Xeon 5500系列处理器拥有内置的内存控制器,每处理器可支持三个内存通道。在双路服务器中,两个处理器通过IntelQuickPath Interconnect(QPI)互联。内存延迟来自于本地访问(访问直接与处理器相连的内存)和远程访问(访问与另一处理器相连的内存,须穿过互联)。利用思科内存扩展技术,本地内存访问的延迟稍高于无内存扩展的系统,但远远低于远程内存访问的延迟。利用该特性,可加快内存访问速度,从而大幅提升性能。此外,随着服务器内存容量的扩大,性能也会相应提高。

内存扩展技术的业务优势

思科内存扩展技术通过以下特性,在支持大型服务器工作负载方面节约了成本,提高了性能:

  • 提高了平衡服务器价格和性能的灵活性;4-GB DIMM的每千兆字节成本不到8-GB DIMM的一半,因此能以较低的成本提供大型内存使用量。
  • 减少了所需部署的服务器,由此降低了投资、运营、电源、冷却和维护成本。
  • 增强了整合,使用双插槽服务器,从而降低了软件许可证成本。
  • 通过更为经济的内存成本,降低了系统投资开支。

思科统一计算服务

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为什么选择思科?

思科统一计算系统秉承思科开拓创新的优良传统,以行业标准为基础,以网络为平台,通过出色的集成系统,来改进业务成果。思科最近推出的新技术包括IP电话、局域网交换、统一通信和统一I/O等。思科在几年前就开始数据中心3.0战略的统一计算研究,并组建了一支成员来自计算和虚拟化领域、经验丰富的团队,来提升我们自己的联网和存储访问技术。由此,思科推出了一系列基础技术,包括支持统一阵列和服务器虚拟化的CiscoNexusTM 系列等。思科统一计算系统的问世,为这一战略画上了一个圆满的句号,在架构、技术、合作关系和服务方面实现了全面创新。思科注重于建立计算的整体系统化,将网络智能、可扩展性与创新的专用集成电路(ASICs)、集成管理和标准计算组件完美统一在一起,为客户提供突破性的创新技术。

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