聽說，未來內存可隨意組合?

午飯時間，隔壁老李還是一臉的苦大仇深，

老李正為剛裝修好的房子選傢具，

每天都為款式、顏色和家人吵得不可開交，

老婆要北歐冷淡風，爸媽要中式復古風，

女兒要夢幻風，兒子要運動風，

搞得老李簡直要瘋！

終於，

大家最終達成了共識，

選擇某瑞典傢具品牌，

該品牌產品以模塊化傢具著稱，

風格隨意組合，使用場景變化多端，

就像戴爾易安信新一代模塊化平台

PowerEdge MX一樣，

可以隨心組合，

為未來的發展帶來無限可能。

多年來，企業一直想要集中池化，隨後再任意分割伺服器的各種細粒度物理資源（如CPU、內存、GPU、PCIe、網路帶寬等），以使他們能夠更有效地運行工作負載，降低功耗並提高利用率。

通過多年來的努力，戴爾易安信在今年舉辦的拉斯維加斯VMware World大會（8/26-29）上發布了新一代模塊化平台PowerEdge MX系列，使得這一看似天馬行空的願景更接近現實。在此過程中，戴爾易安信業已成為全球第一的伺服器供應商。為此，我們要感謝客戶和合作夥伴，是您激勵著我們創造產品和解決方案。

從伺服器開端的虛擬化技術進入存儲領域形成所謂的軟體定義存儲（SDS），進入網路領域成為軟體定義的網路（SDN）。傳統的融合架構混合了虛擬計算、虛擬網路和虛擬存儲產生了超融合基礎設，這是數據中心領域增長最快的部分之一。如今，「軟體定義」已成為基礎設施的首選形容詞。

註：戴爾易安信的融合架構產品有：M1000e刀片式架構、VRTX靈聚、FX2架構、VBlock/VxBlock；戴爾易安信的超融合產品有：VxRail、VxFlex、VxRack和XC系列；

可組合架構是什麼？

但這並不意味著我們已經實現了願景。現在，人們開始關注可組合基礎架構（Composable Infrastructure），即構建類似雲的基礎架構的想法，其中所有數據中心資源彙集到一個池中，應用程序可以最快速有效地從中獲取到其運行所需任何內容，當您不再需要這些資源時，它們會重新進入池中。這不是虛擬化操作系統（無論是伺服器，存儲陣列還是交換機），而是將其與底層硬體區分離開來。

本質上，真正的可組合性要求底層數據中心基礎架構能夠被解耦和（disaggregated）並分解為其組成部分。因此，存儲類內存、加速器（GPU、FPGA、ASIC......）和網路等資源必須以臨時的方式組合在一起，並可根據軟體應用程序的要求即時「組合」。當然，這在今天根本不可能實現。主要是在當前馮諾依曼體系架構下，外設位於IOMMU（而非MMU）下面被視為二等公民，這個有點難理解，下面還會講到。

註：MMU是內存管理單元的英文縮寫，IOMMU是輸入輸出內存管理單元的英文縮寫。

今天，存在一定程度的「可組合性」。例如：

1. 我們可以邏輯地對伺服器進行分組，並將它們作為單一資源進行使用，這就是融合基礎設施所提供的。

   戴爾易安信目前在這一領域處於領先地位，擁有近43％的市場份額。

   Dell EMC DSS 9000還支持Rack Scale的這種功能，利用單一平台框架實現計算、存儲和網路資源；
2. 我們可以通過

   軟體定義的存儲解決方案

   或傳統上在SAN中將存儲分組到池中；
3. 我們可以在

   VMware NSX等解決方案

   中或通過其他軟體定義的網路解決方案在邏輯上管理和組合網路。

戴爾易安信公司伺服器和基礎設施系統首席技術官Robert W Hormuth在接受The Next Platform訪談時表示，「雖然今天可以完成一定程度的可組合性，但在真正的可組合性實現之前還需要幾年時間。戴爾易安信可以組成存儲，因為我們有ScaleIO，我們有vSAN，我們有開放的網路，可以組成網路。我們有虛擬化，可以組成伺服器。今天的世界是可組合的，但它是一個I/O可組合的世界，還不是一個內存可組合的世界。這是兩者之間的重要區別。

如果考慮這兩者，I/O可組合的世界都存在於協議棧之後。無論是TCP/IP還是文件/塊協議，它都位於內存域的I/O部分（即IOMMU）之後。但如今出現越來越多的新興設備，我們稱之為「微秒級設備」，如存儲級內存（SCM）、FPGA、GPU，它們存在於亞微秒級的世界中，您無法使用協議棧。如果您使用存儲級內存並將其放在10Gb/sec線路的末尾，那麼它的內在價值就會被扼殺。您使用了800納秒的設備，卻使用50微秒的訪問通道。這就是為什麼我們要走向以內存為中心和動態的世界，我們通過內存域達到完全可組合性的下一級別，因為你不想把這些設備放在協議棧之後。」

註：1秒=1000毫秒=1,000,000微妙=1,000,000,000納秒

以內存為中心 沒那麼簡單

我們已經討論過需要打破CPU和主內存之間的緊密耦合，並允許它動態配置以創建完全可組合的基礎架構。其他供應商（如HPE）也將重點放在內存上以應對現代工作負載。Hormuth談到了從以計算為中心到以內存為中心的世界，這種世界利用了存儲級內存，NVM-Express和新興的Gen-Z互連等技術。

註：Gen-Z互連的發展對於解決這種以內存為中心的方法至關重要。這家擁有兩年歷史的行業聯盟，包括戴爾易安信、HPE、聯想、Cray、IBM、AMD和ARM等重量級企業，今年早些時候發布了Gen-Z核心規範1.0，使伺服器、存儲、OEM和ODM，組件製造商，網路廠商等可以據此開始研發產品。

「如果你考慮我們今天所擁有的東西，那就是一堆節點和帶有內存的CPU，它們都連接到網路上，」Hormuth說。「我們正在大量移動數據，但是數據的移動是昂貴的。我們需要進行更多以內存為中心的計算。我們正在從過去的世界轉移到對大數據的思考，我們會在一夜之間進行批處理，我們會在辦公室為整個美國做保險報價。我們正在轉向一個數據具有時間內在價值的世界。您可以處理數據並獲得實時結果，並將實時經驗提供給您的企業或客戶。為了實現這一轉變，相比來自舊批處理世界的工作負載來說，這些更加實時的工作負載需要一些不同的想法，不同的架構和不同的靈活性，而不是過去20年我們在架構上所做的那樣。

目前已有供應商進行PCI-Express分解，但問題是PCI-Express位於處理器的IOMMU之後，而不是MMU。

「這是一個很大改變，」Hormuth說。「如果你考慮操作系統及其將內存放入堆中的能力或操作系統可以分配內存給作業或應用程序，那麼所有內存都必須存在於MMU後面，而不是IOMMU。您可以製作PCI-Express介面的內存卡，載入驅動程序，將其用作快速緩存、DRAM塊、存儲文件等等。但是，您無法將其提供給操作系統，並將其發布到應用程序中。因為它存在於IOMMU之後，而非MMU。這就是Gen-Z幫助我們進入以內存為中心的世界，我們可以把東西放在處理器的適當存儲空間中。這是一個微妙的差異，但它非常重要。」

打造無限擴展的未來架構

許多供應商都提倡「可組合的解決方案」，但考慮到關鍵的以內存為中心的資源仍然存在於伺服器內，它們只能提供部分解決方案。這就是為什麼我們認為真正的可組合性是靈動的（Kinetic）。

靈動架構是我們引入的術語，它定義了真正的可組合性。它帶來了模塊化設計的優勢，但將配置的靈活性擴展到單個存儲設備，並在未來一直延伸到以內存為中心的設備（DRAM、存儲級存儲器、GPU、FPGA......）。靈動架構實現了為正確的工作負載分配正確的資源，並在業務需求變化時動態更改。

靈動架構釋放了組織的潛力。潛在的能量對企業沒有任何作用，但靈動架構重新啟動了資本投資，以提高生產力和提高投資回報率。

「PowerEdge MX系統是業界首款靈動架構，是公司的未來。」Hormuth表示，「PowerEdge MX沒有中板（Mid-plane）。在以內存為中心，可組合的世界中，這意味著該系統可以適應技術的預期變化。」

「如果你看一下計算和摩爾定律的演變以及伺服器的性能CAGR（複合年增長率）就會發現，我們正在與物理戰鬥，」Hormuth說。「我們掌握了所有核心，這需要更多的內存帶寬，也就意味著更多的內存通道，更大的CPU，更大的插槽，更高的TDP（散熱設計功耗）。英特爾這一代處理器有6個內存通道，AMD有8個，我們戴爾易安信也將有8個乃至10個內存通道。未來仍是未知數，所以你需要一個可擴展且面向未來的架構。既然我們已經了解了自己目前所處的位置，以及內存的發展方向，並確保我們需要為未來提供一個設計以確保它適合未來的發展，這也就意味著您已經擁有了很酷的東西。無中板設計的一個特點就是我們能夠提供更有效的製冷效果，因為我們在背後沒有大板子的阻擋，風扇的效率是最高的。」

此外，它將更容易適應不斷變化的I/O，包括Gen-Z。當I/O發生變化時，網路管理員無需擔心中板是否能夠處理新I/O的寬度，速度或信號完整性。

「為了獲得真正的推動力和可組合性，企業必然進行架構轉換。戴爾易安信在以內存為中心的世界中看到了未來，因此我們認為您需要添加內存分層。為了獲得內存分層，我們需要更多的可以支持以內存為中心的體系結構，因此您將看到OPM（On-Package Memory，集成在CPU內部的片上內存），我們可能不得不將每個通道的內存遷移到一個DIMM以獲得頻率上升。而且，我們更需要像Gen-Z這樣的結構來擁有存儲級內存。」Hormuth總結道。

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