數據中心進化論——十項全能、面向未來、智者更強

經過幾十年的發(fā)展和市場選擇，數據中心的進化已經從過去“信息化”時代以設備為單位進行進化過渡為云時代的微觀進化。

在這種聚焦于微觀層面的進化中，ICT設備在形態(tài)和構型上已經在很大程度上產生了趨同，計算、存儲、網絡資源都在相對統(tǒng)一的云結構下被軟件所定義。這一趨勢不僅徹底解決了不同硬件分別進化所產生的割裂，更對整個ICT基礎架構的運行效率產生了質的提升。

由此，數字時代的大門漸漸開啟……

為了在統(tǒng)一的云架構下探索更高效的ICT解決之道，數據中心的進化之路空前的集中在了小小的計算核心之中。

首先，只有不斷變化的結構才能在不斷變化的應用之中取得更好的效果。但新的問題接踵而至，在數據中心總體架構不變的情況下，我們應該如何應對變化呢？

答案就在CPU之上。

通過不斷進化的CPU，我們可以將變化嚴格控制在主板的Socket之內。那么，以CPU為核心的整個IT基礎架構就可以做到既滿足應用不斷變化所產生的新需求又保證數據中心總體框架不變，繼續(xù)享受越來越低的運維成本。

其次，在CPU內部，不斷提供更多的核心的確是好事，但我們也要努力讓這些核心在更多的應用中獲得針對真實工作負載優(yōu)化的性能表現。

換句話說，CPU不僅要有更多核心，也要讓這些核心表現的更有效率。

制程、核心數量、緩存大小無疑是處理器的重要指標，但在這些指標之外，決定一款處理器在應用中表現好壞的，還有很多。

所謂指令集就是一款處理器執(zhí)行代碼的方式，與之相對應的則是程序運行效率的高低。

對比10年前的Xeon3x00/5x00/7x00與今天的至強鉑金9200系列所支持的指令集，我們能夠清楚地看到，除了SSE系列、MX、NX、FPU等傳承指令集之外，至強鉑金9200系列增加了AES、AVX、AVX2、AVX512等新的指令集。

從這些新增的指令集來看，除了針對安全加密算法的AES，英特爾在指令集方面的進化主要方向集中在了AVX技術方向之上。

AVX(Advanced Vector Extensions)指令集的作用是提升CPU處理矢量化指令時的位寬。AVX512則意味著至強處理器能夠提供相對于市場上其他x86處理器翻倍的指令位寬（同時輔以32個專用的可編程寄存器）。而這也代表，第二代至強可擴展處理器在矢量相關的計算中可實現翻倍的理論性能。與此同時，英特爾還推出了專門的應用優(yōu)化工具DLBoost。

一邊在半導體內持續(xù)推動技術變革，一邊在應用層面提供簡單易用的工具；雙管齊下，英特爾也就讓至強成為了目前業(yè)界唯一集成AI加速功能的CPU產品。

而這一切都是為了讓至強在各種工作負載的實際應用中更顯強大。

以經典的ResNet50模型為例，相對于2018年發(fā)布的SkyLake架構至強，支持AVX512的全新至強鉑金9282處理器即便在雙路配置下也能夠取得30倍的性能提升。

在實際應用中，英特爾幫助西門子Healthiness部門實現了每秒201張心臟醫(yī)療影像的AI識別，相對于過去的產品，性能提升5.5倍；而在海鑫科金基于Caffe的指紋、聲紋、面部特征的身份識別解決方案中，英特爾產品的應用也同樣帶來了2.2倍的性能提升。

以全能為己任的至強當然不會只在AI一個方向發(fā)力。

在龐大的至強第二代可擴展處理器家族之中，有一大批以字母為結尾的產品，其中P代表了集成Omni-Path網絡技術，主攻高性能計算；L代表支持4.5T大內存；M代表中等規(guī)模的2TB內存支持；N代表網絡/NFV應用優(yōu)化；S代表搜索業(yè)務優(yōu)化；T代表10年超長生命周期支持；V代表大規(guī)模虛擬化優(yōu)化；而Y則代表了英特爾的SpeedSelect技術……

顯然，在這些有明顯場景針對性的處理器型號中，英特爾對不同應用的全面優(yōu)化策略凸顯無余。

對計算的追求并非為了計算本身，其核心在于發(fā)掘數據的價值。而在對數據價值的發(fā)掘過程中，企業(yè)不僅需要算的更快，還需要存的更多、存的更快并加速數據流動。

顯然，英特爾的戰(zhàn)略就是應用更好的產品組合去推動云計算、網絡基礎架構以及智能邊緣計算等領域的創(chuàng)新，并支持多種高速成長的、高性能要求的工作負載。

為此，英特爾推出了具有100Gbps連接能力的英特爾以太網、800系列的適配器。而作為QLC技術的主要倡導者之一，憑借比傳統(tǒng)TLC顆粒高33%的容量密度，英特爾目前已經推出了單盤容量高達7.68TB的企業(yè)級SSD產品；同時，大連工廠的第一千萬顆QLC顆粒也已于今年2月完成。通過這些QLC產品，企業(yè)將可以在速度、容量與成本之間獲得全新平衡。

按照同樣的思路，英特爾目前也在通過傲騰持久內存積極推動內存平臺的進一步發(fā)展。

內存是計算平臺發(fā)揮算力不可或缺的一環(huán)，但高昂的成本和斷電數據丟失的特性也讓計算系統(tǒng)在設計上面臨諸多掣肘。傲騰技術的出現可以使用戶在更低成本和極低延遲下獲得更大內存空間，同時實現數據在內存之中的非易失性存儲。由此，不僅內存計算的成本將獲得大幅降低，計算平臺的可靠性也將大幅提升。

面對不斷變化的應用，英特爾給出的答案很簡單——讓計算平臺能夠適應盡量多的場景。但在這看似簡單的答案之內，英特爾做出的改變卻很多。從針對AI應用的指令集優(yōu)化到面向多種場景推出的多種專用型號處理器，從QLC所帶來的成本與容量平衡到傲騰內存給內存計算及計算系統(tǒng)可用性提供的新出路……英特爾總是在針對應用領域中的新變化做出計算平臺的架構級響應，以至于讓我們甚至忘記，其實半導體產品從設計到產品成型之間本應有數年的研發(fā)周期。

顯然，面對這種與應用同步進化、常用常新的全能型計算平臺，用戶最簡單的選擇便是——跟著走，享受平臺進化所帶來的紅利。

CPU的進化為數據中心賦予了更多能力和更強大的算力。但這遠不是數據中心微觀進化的全部。

作為由計算、存儲和網絡等各類資源共同組成的龐大結構，只有每一種資源內核都獲得提升，整體的進化才能完成。而Intel的戰(zhàn)略轉變也正是按照這一思路進行的。

伴隨六大支柱戰(zhàn)略的發(fā)布，Intel將自己的關注重點從CPU之上解放出來，開始以半導體技術之力影響內存、存儲和網絡，進而在完整且統(tǒng)一的硬件架構之上為應用和開發(fā)者提供更高效的資源調動手段和更安全的數字環(huán)境。

換句話說，數據中心內的微觀進化正在計算、存儲、網絡和軟件、安全等領域同步發(fā)生。而Intel所推出的數據中心基礎架構平臺也正在演變?yōu)閿祿行膬鹊摹笆椚堋薄?/span>

作為數據中心的運營者和擁有者，是通過自己的不斷試錯和探索來獨自迎戰(zhàn)變化的未知，還是通過融入體系的全面進化來獲得由內而外的力量加成……答案顯而易見。