在數(shù)據(jù)中心計算世界中，在部署機架式服務(wù)器來運行整合或虛擬化的應(yīng)用是否比部署刀片服務(wù)器更好這個問題上存在著很大的爭議。

　　鑒于IBM在最近幾次測試中一直表現(xiàn)不錯，因此在本次刀片對機架服務(wù)器實際測試中，我們測試了IBM在這兩類產(chǎn)品中的最先進的產(chǎn)品--HS21與HS21 XM刀片服務(wù)器和x3550與x3650機架服務(wù)器--并把重點放在性能、能耗和可管理性上。

　　由于刀片產(chǎn)品至少存在一些共同之處，因此我們認(rèn)為這些測試結(jié)果普遍適用于來自其他廠商(例如，Dell和HP)的刀片服務(wù)器，盡管在評估來自其他廠商的產(chǎn)品時可能存在廠商特有的考慮因素。

　　耗電是總擁有成本(TCO)中的一個關(guān)鍵考慮因素，我們發(fā)現(xiàn)刀片服務(wù)器減少了但沒有消除需要電力的冗余硬件組件。這就是說，在IBM的刀片服務(wù)器性能與機架服務(wù)器性能相當(dāng)時，刀片服務(wù)器更節(jié)能，并且潛在地更容易維護。

　　由于必須考慮到刀片機箱的費用，因此在只購買一兩臺服務(wù)器時，機架服務(wù)器比刀片更便宜，不過與購買同樣數(shù)量的機架式服務(wù)器相比，一臺完全配置的刀片服務(wù)器機箱是更為經(jīng)濟的硬件購買選擇。另一方面，采用刀片配置需要鎖定一家廠商，而機架式服務(wù)器則不需要，因為它們可以根據(jù)需要每次增加一臺。此外，刀片不適合需要大量機內(nèi)存儲容量的應(yīng)用。

　　產(chǎn)品細(xì)節(jié)

　　我們測試了IBM公司的兩種型號的刀片服務(wù)器：HS21和HS21 XM。這兩種刀片都安裝在IBM Blade Center H (BC-H)機箱中。BC-H內(nèi)置一臺10GB以太網(wǎng)交換機、一臺1GB以太網(wǎng)交換機和4塊電源。XM采用2.33GHz Intel 4核CPU，HS21則采用2.0GHz CPU。IBM送來的XM配置16GB雙倍數(shù)據(jù)速率二代(DDR2)內(nèi)存，HS21則配置8GB DDR2內(nèi)存。

　　從它們的規(guī)格看，這兩款刀片服務(wù)器與IBM送來的兩臺x3550架式服務(wù)器旗鼓相當(dāng)，除了x3550內(nèi)部有更多的可用空間之外。IBM還送來一臺x3650 2U服務(wù)器。這臺服務(wù)器包含3塊采用RAID 5配置的RAID硬盤、一個RAID控制器和一塊熱備份硬盤。

　　這些刀片服務(wù)器的價格范圍從7,100美元的配置雙2.0GHz 4內(nèi)核Intel CPU和8GB內(nèi)存的HS21，到9,800美元的采用兩組Intel 2.33GHz 4內(nèi)核CPU、16GB內(nèi)存和板上RAID 0/1配置的重量級HS21 XM。此外，BC-H機箱價格在17,000美元左右。

　　機架式服務(wù)器的價格根據(jù)CPU速度的大小、額外內(nèi)存的多少、RAID控制器和額外硬盤的數(shù)量，在7,900到9,300美元之間。

　　刀片服務(wù)器的缺點仍阻礙它們被用于一些應(yīng)用，如那些需要大量板上、不確定存儲擴展的應(yīng)用。

　　盡然配置相似速度CPU和同樣數(shù)量內(nèi)存的服務(wù)器之間的性能測試結(jié)果幾乎相同，但速度更快的CPU可能將首先用在機架式服務(wù)器中。這種情況可能并不總是如此，但我們的經(jīng)驗表明任何廠商都可以迅速改動1U或2U服務(wù)器的配置，而刀片廠商必須提前計劃，才能適應(yīng)新的主板組件組合。

　　刀片服務(wù)器的密度有時對刀片服務(wù)器產(chǎn)生不利的結(jié)果。它們的重量比機架式服務(wù)器重。刀片服務(wù)器的背板也構(gòu)成潛在的(但很少出現(xiàn)的)單故障點--雖然配備了冗余電源和其它重復(fù)的或冗余的組件。

　　此外，使用刀片服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心受制于廠商供應(yīng)像存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)交換機或以太網(wǎng)交換機這類設(shè)備的業(yè)務(wù)合作伙伴，因為這些設(shè)備必須安裝在刀片服務(wù)器機箱內(nèi)。如果廠商符合要求，備件充足并且選擇的技術(shù)組件與當(dāng)前或擬定的網(wǎng)絡(luò)運營中心(NOC)設(shè)備相吻合，這并不礙事。如果所有組件不需要多少協(xié)調(diào)就可以發(fā)揮作用，費用將很低。

　　性能不分伯仲

　　我們測試的IBM服務(wù)器之間的性能令人吃驚的類似。所有服務(wù)器都采用了Intel 4內(nèi)核CPU--每臺服務(wù)器兩顆--并且我們看到采用RAID 1和RAID 5配置的服務(wù)器在速度方面的性能表現(xiàn)更好。

　　我們通常采用的基準(zhǔn)測試，LMBench3，顯示比較苛刻的測試之一--處理器fork+execve(涉及文件I/O和內(nèi)存移位(memory shifting))--執(zhí)行速度平均為173.2毫秒對289.9毫秒：速度提高40%。

　　對所有IBM服務(wù)器的所有測試的結(jié)果幾乎一樣--除了HS21 XM和x3650服務(wù)器上的RAID硬盤速度比NT文件系統(tǒng)或ext3格式化的硬盤略快外。x3550和x3650服務(wù)器更快的2.66GHz CPU速度也使它們在性能上略勝一籌。

　　因此，比較這些服務(wù)器的性能特征是一次蘋果與蘋果的比較的練習(xí)，如果你原諒我們使用這種測試雙關(guān)語的話。

　　好壞很大程度取決于能耗

　　人們常常沒有對可能是最大的服務(wù)器運營成本的因素--能耗--予以足夠的關(guān)注。

　　IBM刀片和機架式服務(wù)器的標(biāo)稱能耗比我們測試的能耗高。在我們的測試中，低環(huán)境溫度(我們的試驗室運行溫度為華氏68度(攝氏20度))以及 IBM沒能為我們提供全負(fù)載刀片機箱的事實，可能對低于預(yù)期的能耗起到了作用。為取得IBM機箱中的14臺刀片服務(wù)器與14臺IBM機架式服務(wù)器之間的比較值，我們對測量結(jié)果做了乘法處理。

　　如果數(shù)據(jù)中心冷卻與電源以及數(shù)據(jù)中心地板的承重質(zhì)量(地板必須承受重量可達(dá)1頓的負(fù)載)令人滿意的話，在5年時間里，裝滿刀片的刀片機箱在能耗方面的TCO更低(參見能耗表)。

　　與刀片服務(wù)器中的組件和全加載刀片服務(wù)器相比，機架式服務(wù)器消耗更多的電能，而這將在為期5年的生命期中增加它們的基礎(chǔ)設(shè)施花費。能夠在機架式服務(wù)器采用RAID 5配置的靈活性被其能耗所抵消，雖然在采用刀片服務(wù)器時你可能會為外部存儲付出額外的費用。

　　計算TCO

　　配置最大14塊刀片的IBM刀片服務(wù)器的費用是117,400美元。加上能耗(不算冷卻費用)后，總費用為123,900美元。

　　同樣數(shù)量的價格為7,900美元的x3550 1U服務(wù)器總價為116,700美元。加上所需要的6端口10G以太網(wǎng)和24端口千兆以太網(wǎng)交換機以及能耗費用后，成本增加到了129,200美元。 x3650的總資本費用為129,800美元(每臺服務(wù)器9,300美元)，加上前面提到的10G以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)交換機以及能耗后，費用猛增至 150,700美元。

　　在5年時間里，滿負(fù)載BC-H與同樣數(shù)量的x3650服務(wù)器之間最大存在18%的價差。如果電費上漲超過我們的每度電3美分(必須承認(rèn)非常便宜，這是我們測試服務(wù)器所有地，美國中西部地區(qū)中大型NOC的典型電價)，這種差距將會變大。在美國其它地區(qū)，電費更貴，并且還要交高峰使用費。

　　其它結(jié)論

　　由于幾個原因，維修刀片服務(wù)器最終比維修機架式服務(wù)器速度更快。首先，刀片的總體積和重量更易于操作，因為其電源是與其它組件共用的。我們可以用3秒左右的時間從服務(wù)器機箱中抽出一塊刀片，而抽出一臺機架式服務(wù)器則需要1分多鐘，即便在線纜管理組件設(shè)計和實現(xiàn)做得很好時。如果機架式服務(wù)器布線混亂，需要的時間會更長。

　　我們測量了一旦服務(wù)器抽出機架后，改換內(nèi)存或硬盤--兩種服務(wù)器管理員最經(jīng)常更換的兩種組件--用了多長時間。在本案中，時間還可以。由于不需要重新連接線纜，重新插入設(shè)備并讓服務(wù)器恢復(fù)運行所需時間，刀片服務(wù)器比機架式服務(wù)器快得多。

　　使用刀片服務(wù)器如何減少所需電源線數(shù)量要說的還很多。電源線從多達(dá)80根減少為8根，銅或光纖以太網(wǎng)線纜的數(shù)量以及線纜帶來的混亂和它們引起的氣流不暢也大大減少。

　　額外的費用與管理組件有關(guān)。在我們測試的IBM服務(wù)器的案例中，我們使用IBM Director來管理這兩類服務(wù)器。Director必須”安裝“在它自己的機架式服務(wù)器或刀片服務(wù)器上，這臺服務(wù)器具有它自己的費用集合，盡管它不必是配備很大存儲容量的高性能服務(wù)器。

　　我們下載了不同的操作系統(tǒng)(包括幾種通過EMC的VMware ESX運行的操作系統(tǒng)實例)，把它們用Director配置到刀片和機架式服務(wù)器上。一些廠商按安裝次數(shù)或按服務(wù)器數(shù)量收取管理組件的費用，因此檢查這些有價值的、節(jié)省時間的應(yīng)用的費用是多少，十分重要。

　　刀片的局限

　　板上刀片服務(wù)器存儲媒介的數(shù)量受到限制，這是刀片服務(wù)器的小體積和其散熱需要共同作用的結(jié)果。我們測試的刀片服務(wù)器可以提供RAID配置，但只有 RAID 1鏡像或RAID 0非冗余硬盤條帶化功能。這意味著存儲容量受到廠商發(fā)貨時為刀片服務(wù)器配備的硬盤大小的限制，在本案，IBM產(chǎn)品的限制為288GB(最大容量;我們測試了刀片服務(wù)器中的兩塊73GB硬盤)。一些人可能會說288GB已經(jīng)很大了，但是這是上限容量，除非刀片服務(wù)器上采用iSCSI、光纖通道或其它SAN連接方式并加以精心的配置。

　　相比之下，2U x3650通過采用4塊硬盤可在內(nèi)部具有RAID 5配置--3塊用于RAID，一塊作為熱備用。同安裝在刀片服務(wù)器機殼內(nèi)的硬盤一樣，這些硬盤可以更換來適應(yīng)更大的存儲需要，但一旦設(shè)備投入生產(chǎn)應(yīng)用后，管理人員將不大可能更換硬盤。

　　由于具有更多的可用空間，因此機架式服務(wù)器具有更大的本機存儲容量。一些廠商還在1U高度的機架式服務(wù)器上提供同樣的存儲容量。目前出現(xiàn)了一種不改變工作系統(tǒng)中的組件的傾向，即便更好的組件將取得更長的應(yīng)用或服務(wù)壽命。

　　其結(jié)果是如果知道或感到未來的存儲增長需要將超過刀片中可用存儲容量的話，則刀片必須連接在一個外部SAN上。對于擁有SAN的機構(gòu)來說，刀片服務(wù)器連接不言自明，并且有多種的光纖通道SAN設(shè)備可供使用。但是，如果附近沒有SAN，可以使用iSCSI，但容易受到虛擬化的基于iSCSI的傳輸流在以太網(wǎng)連接上消耗的帶寬的影響。

　　還可以向刀片以及機架式服務(wù)器中添加額外的I/O卡。IBM產(chǎn)品線在其機架式服務(wù)器中采用PCI和PCI Express (PCIe)卡。增加到兩塊卡的選擇使機架式服務(wù)器在I/O卡擴展方面具有更大的靈活性。刀片和機架式服務(wù)器在內(nèi)存上選擇是一樣的。

　　刀片服務(wù)器的另一個潛在的不利因素是廠商鎖定。如果你選擇一家刀片服務(wù)器廠商，你的機構(gòu)將受制于這家廠商的服務(wù)政策、組件可用性和服務(wù)部門。對于 1U部署則不一定是這種情況，因為1U空間可以被任何廠商占據(jù)，而刀片空間將被來自機箱制造商的服務(wù)器所占據(jù)。如果選擇刀片環(huán)境的話，用戶與廠商之間的關(guān)系變得更緊密。

　　結(jié)論

　　刀片密度代表著每立方英寸巨大的計算能力資源。一般來說，4臺9U IBM刀片機箱可以綽綽有余地安裝在42U機架中，這意味著近20,000瓦的冷卻電能。安裝在同樣機架中的40臺x3550機架式服務(wù)器最多使用上述電能的75%。但是，這時的最大服務(wù)器數(shù)量為56塊刀片對一臺機架中40臺機架式服務(wù)器。

　　機架式服務(wù)器與刀片服務(wù)器之間的性能基本相同。刀片更容易管理和維護。我們認(rèn)為在購買或部署刀片服務(wù)器時存在廠商鎖定因素以及本地存儲的限制。但是，在一家擁有非常好的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的機構(gòu)中，如果你可以像與親家那樣與廠商相處，你會喜歡刀片服務(wù)器。