你是否发现,尽管CPU性能在升级,网络带宽在增加,但服务器的计算性能却没有多大改善。原因在哪里?—总线的传输速度不够!现在,你不用再一筹莫展了:InfiniBand、EtherFabric、iWarp—此三种高速互连技术将为你的网络加速。
模拟银河系的形成、复杂的药物设计、沙尘暴的前进路线研究。这些只是英国诺丁汉大学的Phil Williams教授必须支持的繁重计算任务中的一小部分。
Williams说:“我们所进行的计算组合了大量反复串行任务和高度并行的任务。在一台计算机中模拟计算这种发生仅有几秒钟时间的现象,要占用数十万个小时的CPU运算时间。”
尽管有了千兆以太网连接,但Williams的服务器却仍然是不堪重负,虽然他的服务器是由512台双处理器文件服务器组成的群集。他说:“这些CPU几乎将所有的时间都花在处理连接上了,因此计算任务本身毫无性能可言。互连已经成为瓶颈,使可计算的数据量受到很大的影响。”
目前,有三种高速互连技术将有望解决这一瓶颈问题—它们就是:老牌技术InfiniBand,新生企业Level 5公司基于以太网的EtherFabric技术,以及iWarp公司的一种基于以太网的技术。所有这三项技术都可以减轻服务器CPU处理网络连接时的负荷,从而使服务器能够与千兆带宽的速度同步运行。这一问题在过去似乎并不突出,但随着越来越多的用户希望使用万兆以太网来处理日益繁重的网络负荷,高速互连技术也成为一个新的热点。
EtherFabric:充分利用现有设施
EtherFabric是一种组合型的产品,它将网卡与软件结合在了一起,使用现有的以太网交换机基础设施,而且其价格合理,非常适合诺丁汉大学Williams的预算计划。EtherFabric改善服务器性能的方式是将TCP/IP软件堆栈分配到服务器的每一项应用上,每项应用都可以直接访问网卡上的内存,而无须将数据复制到系统内存上,也避免过度占用CPU上的资源。
另外,由于EtherFabric使用标准的以太网,而且与以太网适配器可以互用,因此它只需要在网络连接的一端安装网卡即可。
Williams指出,自从实施了EtherFabric后,诺丁汉大学的网络性能提高了两倍。他说:“我们只需要原来三分之一的时间就可以完成计算任务,而处理的工作量却提高到了原来的三倍。”
Level 5称,这种网卡的万兆以太网版本将于明年年初上市。
InfiniBand:以太网之外的选择
如果Williams不想使用以太网,那么InfiniBand就可能成为一项非常不错的选择,它对性能的改善程度甚至比EtherFabric还要大。InfiniBand是一种在InfiniBand贸易协会(IBTA)监督下发展出来的新技术,具有高性能、低延迟的特性,其工作时的速率为2.5Gbps至120Gbps。但该技术并没有得到一些IT经理的青睐,主要是因为它需要一些专用的设备。
InfiniBand的目标是加快巨型服务器和存储池之间的传输速度,因此InfiniBand中包含一系列的主机通道适配器和目标通道适配器,这些适配器分别位于服务器或存储设备之上。由于可以提供直连,这些适配器可以实现多种提升效率管理技术,如CPU内存卸载和内制的QoS。
InfiniBand最初于2000年上市,但由于当时经济的不景气和IT预算紧缩,人们对它的兴趣很快就消散了。但目前,人们对互连技术的兴趣开始恢复,而且非常希望互连技术能够帮助数据中心降低成本或实现高性能的计算。
事实上,Intel、Sun和Cisco(最近收购了InfiniBand 交换机制造商Topspin Communications公司)等重量级企业都支持InfiniBand技术。例如,该技术已经在刀片服务器领域中站稳了脚跟,因为它所需要的功耗较小,仅为2瓦左右,但却可以提供高达万兆的互连速率。
另外,用户对这种技术的了解也更进了一步,象Lawrence Livermore、Los Alamos和Sandia研究实验室等计算大户都使用了该技术,而且对该技术的效能做出了肯定的评价。
Cisco公司市场营销主管Stu Aaron说:“InfiniBand已经从去年开始重新抬头。我们目前在跨行业市场中的势头非常好,其中包括大学、实验室、天然气、汽车、娱乐和生物技术等行业。”
Mellanox公司的Omura说,InfiniBand非常适合那些需要海量计算资源的企业应用,尤其是金融服务企业的那些实时成本和风险分析应用。而且用户在使用这种技术访问数据库和存储资源时,可以享受到很低的访问延迟,这在电子商务领域意味着巨大的服务优势。
iWarp:第三种力量
在Level 5和InfiniBand等公司都在尽力争夺今天的高速互连市场的同时,iWarp很可能在未来的两年内加剧这种竞争。
IWarp即Internet Warp,是一种用于远程直接内存访问、远程直接数据放置的保护协议。作为一个捆绑包, iWarp和它的竞争对手一样,目的都是要提高网络设备的速度,但它的方法有所不同。该技术的方法是减少以太网的额外带宽需求,它将处理功能和路由功能集合在单个芯片上。UNH互操作性实验室的成员Bob Russell 指出:“其基本概念是允许连接一端的计算机将数据直接写入另外一台计算机,其间没有任何其他干扰。”
该技术淘汰了两端的网卡,但仍然使用以太网基础设施。Clipper 集团的MacFarland 说:“我最喜欢iWarp的一点就是,它是基于标准的,而EtherFabric采用的是私有技术。”
支持iWarp的企业包括Broadcom、Chelsio Communications、HP、Network Appliance和Microsoft。然而,Russell指出,该技术并没有得到广泛的使用,而且其设备目前仍然处于初期开发阶段。大规模的部署可能要等到6个月或一年以后。
MacFarland指出,与InfiniBand不同的是,iWarp的门槛非常低。它可以与多数高性能计算和数据中心技术实现互用,例如,存储区域网络和网络直连存储等。
也有一些专家警告说,当iWarp产品上市时,其价格将会非常高昂,就像早期的InfiniBand产品一样。但随着用户购买率的上升,其价格也会很快下降到较为合理的水平。
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5个有关互连的问题
这种技术是否兼容更大的带宽,是否可以在不购买新设备的情况下获得更高的速度?
在连接的两端必须都安装网卡吗?
是否可以在自己的网络和硬件上进行试用,而且运行自己的代码和应用软件?
还需要哪些培训才能很好地部署和管理这种互连技术?
这种技术是否与以太网兼容,是否需要采购专用的设备?