塔式工作站or刀片工作站,你選誰?

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作者:張桂林

2015-10-10 20:40:31

摘自:比特網(wǎng)

上世紀(jì)70~80年代,定位于特定應(yīng)用的個(gè)人計(jì)算機(jī)誕生,圖形工作站也開始登上歷史舞臺(tái)?;萜盏镀ぷ髡尽 VIDIA Kepler架構(gòu)系列GPU的發(fā)布打破了GPU硬件虛擬化的瓶頸,也為刀片工作站賦予了新的活力。

上世紀(jì)70~80年代,定位于特定應(yīng)用的個(gè)人計(jì)算機(jī)誕生,圖形工作站也開始登上歷史舞臺(tái)。

還記得早期的圖形工作站是什么樣子嗎?

如左圖,1977年,惠普推出了專門為科學(xué)計(jì)算和工程應(yīng)用的桌面計(jì)算機(jī)HP9845A,這是惠普首款專門為計(jì)算設(shè)計(jì)的桌面計(jì)算機(jī),也是業(yè)內(nèi)第一款真正意義上的工作站;右圖是惠普在1990年所推出的首代采用Apollo技術(shù)的工作站H400,從外形上看,H400已經(jīng)具有了現(xiàn)代工作站的雛形。

早期的工作站普遍采用臥式或者塔式機(jī)箱、RISC架構(gòu)(或者安騰架構(gòu))和Unix操作系統(tǒng),這和當(dāng)前主流的x86架構(gòu)工作站有些不太一樣。“RISC+Unix”并不是一個(gè)開放的組合,封閉的生態(tài)環(huán)境、高昂的售價(jià)并不利于工作站的普及應(yīng)用。在當(dāng)時(shí),并非每一個(gè)希望從事圖形設(shè)計(jì)的人都能買得起一臺(tái)專業(yè)工作站。

如果歷史一直沿著“RISC+Unix”的路徑發(fā)展,工作站市場也不會(huì)像今天這樣繁榮。

上世紀(jì)90年代開始,“Wintel”組合逐漸崛起,相比傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng),這是個(gè)人用戶喜聞樂見的一個(gè)新組合,這也推動(dòng)傳統(tǒng)工作站廠商重新審視產(chǎn)品規(guī)劃。如惠普自1996年首次推出英特爾處理器工作站后,便開始了由Unix向x86的轉(zhuǎn)型,戴爾、聯(lián)想等廠商也逐漸接受了這一新組合。到2000年初,Unix工作站逐漸湮滅于歷史長河,“x86+Windows”成為圖形工作站的主流架構(gòu),并沿襲至今。

——三十年間,“進(jìn)化”是圖形工作站的主題。但從另一個(gè)角度來看,三十年間雖然圖形工作站的軟硬件架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了劇變,但結(jié)構(gòu)并沒有太多的變化。早期的圖形工作站一般采用一體式或者塔式結(jié)構(gòu),而今,我們所見到的主流工作站依舊是傳統(tǒng)的塔式結(jié)構(gòu),期間雖然出現(xiàn)過機(jī)架工作站、刀片工作站等形態(tài),但并未成為主流。

為何?因?yàn)閺膽?yīng)用角度來看,圖形工作站主要用于數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)作、機(jī)械設(shè)計(jì)、石油勘探、醫(yī)療、金融計(jì)算等領(lǐng)域,這些領(lǐng)域或是要求工作站的計(jì)算能力、或是要求存儲(chǔ)和I/O;塔式機(jī)箱擴(kuò)展能力優(yōu)秀,配置靈活,屬于“萬金油”式的結(jié)構(gòu),并且具有較高的性價(jià)比,故三十年間長盛不衰。

不過塔式結(jié)構(gòu)也有其缺陷。塔式工作站一般比較龐大,要占用大量的空間;塔式工作站較為分散,難于集中管理;約70%的員工在需要離開公司辦公時(shí),會(huì)帶走他們的數(shù)據(jù)以防泄密,而在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的過程中,勢必降低了數(shù)據(jù)的安全性;單臺(tái)塔式工作站的計(jì)算能力、圖形能力有限,有時(shí)難于滿足高要求的圖形計(jì)算。

刀片工作站強(qiáng)勢回歸

相比傳統(tǒng)塔式工作站,刀片工作站在空間、安全、管理等方面要更有優(yōu)勢。

刀片工作站并不是新鮮事物,在Unix工作站時(shí)代就已經(jīng)有刀片工作站的身影。相比傳統(tǒng)的塔式工作站,刀片工作站具有很多先天的優(yōu)勢:首先,在客戶端只需要輸入輸出設(shè)備即可,大幅簡化了客戶端的管理;其次,所有數(shù)據(jù)處理都在數(shù)據(jù)中心后端,安全等級(jí)得以提升;再次,數(shù)據(jù)中心資源統(tǒng)一管理有利于靈活滿足用戶的需求。

雖然具有這些優(yōu)勢,但早期的刀片工作站由于單片所支持的圖形卡數(shù)量和規(guī)格有限,加上價(jià)格昂貴,并沒有普及開來。另一個(gè)制約刀片工作站發(fā)展的因素是前些年GPU虛擬化技術(shù)發(fā)展緩慢,導(dǎo)致圖形資源難以像計(jì)算資源那樣池化,難以在硬件層面實(shí)現(xiàn)GPU資源的靈活調(diào)度——相比之下,刀片服務(wù)器的發(fā)展要更快,CPU虛擬化技術(shù)已經(jīng)十分成熟,刀片的結(jié)構(gòu)也使之成為最理想的虛擬化平臺(tái)之一。

 

惠普刀片工作站

 

NVIDIA Kepler架構(gòu)系列GPU的發(fā)布打破了GPU硬件虛擬化的瓶頸,也為刀片工作站賦予了新的活力。通過GPU虛擬化技術(shù),GPU計(jì)算資源能夠?qū)崿F(xiàn)“切割”,并行計(jì)算,適合較小的負(fù)載,如果使用過程中用戶覺得性能不足,還可以臨時(shí)進(jìn)行配置,對(duì)性能進(jìn)行調(diào)整;同時(shí),多臺(tái)刀片工作站也能夠組建為集群,以進(jìn)行大型任務(wù)的處理。

結(jié)合GPU虛擬化技術(shù),以及刀片架構(gòu)所具備的高度集中、占用空間小、集中管理、安全等優(yōu)勢,刀片工作站如今已然強(qiáng)勢回歸,獲得越來越多用戶的青睞。調(diào)查顯示,工作站用戶正在加速從塔式、機(jī)架式工作站向刀片化工作站的轉(zhuǎn)移,除了國內(nèi)一線城市之外,二、三線城市的用戶都開始在使用刀片工作站產(chǎn)品,特別是一些大公司的分支機(jī)構(gòu)用戶。

刀片將會(huì)是工作站的終極形態(tài)么?

用戶需求決定產(chǎn)品形態(tài),這條定律在IT發(fā)展史上一直適用。就如計(jì)算機(jī)從大型機(jī)、小型機(jī)發(fā)展到PC和x86服務(wù)器。

如今,云計(jì)算大行其道,成為企業(yè)IT基礎(chǔ)架構(gòu)的變革力量。云計(jì)算催生了數(shù)據(jù)中心的新需求,刀片服務(wù)器、定制化服務(wù)器、整機(jī)柜服務(wù)器等產(chǎn)品成為數(shù)據(jù)中心新貴,因?yàn)樵朴?jì)算客戶需要更加緊湊的基礎(chǔ)架構(gòu)、更加統(tǒng)一的管理、更低的耗電和更高的性價(jià)比。

同樣,圖形用戶也需要云計(jì)算的工作模式,獲得更加靈活的資源交付、更加集中的管理和更安全的數(shù)據(jù)保護(hù)。刀片工作站結(jié)合了傳統(tǒng)工作站和刀片服務(wù)器的優(yōu)勢,自然更加適合云計(jì)算的需求。

如今,工作站廠商也在不斷的改進(jìn)著產(chǎn)品以適應(yīng)云時(shí)代的客戶需求,比如惠普,已經(jīng)將“刀片化”作為融合基礎(chǔ)架構(gòu)和云計(jì)算的戰(zhàn)略重心,并發(fā)布了第九代圖形刀片服務(wù)器HP ProLiant WS460c Gen9,在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的10U機(jī)箱內(nèi)容納最多16臺(tái)刀片工作站,采用了全新的E5-2600 v3系列CPU,可支持最高18個(gè)內(nèi)核、同時(shí)配備2133MHzDDR4 內(nèi)存插槽,支持最大1024GB容量,支持高達(dá)12GB GDD5顯存的NVIDIA Quadro M6000系列, 該顯卡可同時(shí)支持最多4臺(tái)4K分辨率顯示器的同時(shí)運(yùn)行,并達(dá)到60Hz的刷新率和30位色。與此同時(shí),它還具備對(duì)于3D Stereo,NVIDIA GPUDirect,Quadro Sync,NVIDIA nView桌面管理,HDCP和NVIDIA Mosiac等軟件的支持和兼容性,同時(shí)還可以部署遠(yuǎn)程圖形軟件(RGS),可以使得身處不同地區(qū)的用戶可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程圖形交互與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)協(xié)同。

回到本文主題,塔式工作站、刀片工作站,你會(huì)選擇誰?

筆者看來,市場是多元化的,在圖形領(lǐng)域有著大量的獨(dú)立設(shè)計(jì)師、小型工作室等,具有更高擴(kuò)展空間的傳統(tǒng)工作站似乎更適合這些用戶;而對(duì)于大型客戶,如動(dòng)漫、影視、制造、航天、金融等,采用刀片工作站、以云計(jì)算的方式來提供圖形資源則能夠獲得更大的價(jià)值。

我們可以展望下未來,或許不久后,“圖形云”市場高度繁榮,普通圖形用戶也無需再自行購買工作站,通過云就可以輕易獲得所需的圖形計(jì)算資源,屆時(shí)刀片工作站勢必將取代傳統(tǒng)工作站,成為工作站下一主流形態(tài)。

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