通信世界网消息（CWW）在IT领域，虚拟化实现了IT资源的逻辑抽象和统一表示，是支撑云计算伟大构想最重要的技术基石，而虚拟化资源池的资源分配能力对云计算效率的提升尤为重要。在服务能力方面，中移信息技术有限公司（以下简称中移信息技术）积极贡献自己的创新力量和业务能力，现已建设完成四大一级IT云（私有云）资源池，部署物理服务器总数近7万台，当前已入驻十几个部门和相关专业公司的近300个业务系统。其IT云的IaaS资源池提供近80种服务，提供云主机服务近20种，未来推动统一纳管，实现一级和省级资源池的全生命周期管理。
不过，IT云的发展也遇到了不少挑战。随着业务快速增长、虚拟化资源池服务器数量持续增加，规模化效应下对服务器部署效率及密度、成本、运维管理以及虚机密度等方面提出更高要求。
对此，中移信息技术自研一款针对虚拟化场景的高密度、微模块化定制化服务器HDC-v1。该服务器可整机柜一体化快速交付，部署效率及密度高、降本增效、运维管理简单，在同成本情况下，采用DCPM（Data center persistent memory，英特尔傲腾数据中心级持久内存）提供更高内存容量，虚机密度提升60%。
诸多挑战催生IT云虚拟化场景的服务器定制需要
随着虚拟化资源池业务快速增长，虚拟化场景使用通用服务器面临多方面挑战。
• 部署效率低。采用通用服务器，缺乏针对中国移动业务需求的优化，带来单台设备上架与业务上线时现场集成工作复杂度高、耗时长等问题，千台服务器级别的业务上线时需要数周时间才能安装完成，业务等待时间过长。
• 部署密度低。在IT云部分资源池中，单机柜高度42U，用于虚拟化场景的通用服务器高度2U。以集采典配为例预估单节点额定功耗400W，7kW每机柜仅可部署16台服务器，5kW每机柜又缩减为12台服务器，部署密度一般，容积比低。
• 运维复杂。IT云资源池中，多厂商多品牌服务器因管理功能设计不同，统一纳管面临诸多问题，复杂度高。
针对上述诸多挑战，面向IT云，中移信息技术以缩短业务建设周期、提高服务器部署效率及密度、降本增效、简化运维管理为目标开展服务器定制工作，推出满足预期的定制化服务器HDC-v1。
面向IT云，中移信息技术自研定制化服务器
定制化服务器HDC-v1是中移信息技术针对虚拟化场景定制开发的一种全新的高密度、微模块化的机架式服务器，它将电源、风扇等非计算机IT体系结构模块集成在一个机框中，并可根据特定业务需求，配置不同特色的节点，灵活满足不同业务对硬件平台的要求。定制化服务器HDC-v1可整机柜一体化快速交付，有效提高管理效率和交付速度。
整机柜服务器产品如图1所示，具有如下多方面领先优势。
图1 整机柜服务器
• 交付效率高。相比通用服务器，整机柜服务器部署和交付的服务器颗粒度从一台提升到整机柜，同时现场集成工作简化，交付速度提升数倍，业务等待时间短。
• 管理效率高。整机柜服务器提供整机柜管理软件，实现以机柜为单位的快速纳管，定制化服务器管理功能根据IT云进行定制，进一步提升管理效率。
整机柜内定制化服务器HDC-v1产品如图2所示，具有如下方面领先优势。
图2 整机柜内定制定制化服务器HDC-v1
• 部署密度高。HDC-v1单台服务器在2U空间容纳2个完全独立的双路计算节点，采用模块化服务器节点来替换传统单节点物理机部署。结合虚拟化应用场景大幅度提升单个机柜最高承载的节点数量，与传统方案相比，部署密度提升1倍。
• 成本降低。首先，规模化效应下，通过定制化减少不必要的内存插槽等组件，有效降低单机成本；其次，采用DCPM替代价格昂贵的DDR4 DRAM，相同内存容量时成本更低，相同成本情况下虚机密度提升60%，如图3所示；最后，服务器部署密度、虚机密度的提升，减少了机架、服务器使用数量，进而降低总体成本。
图3 VMware虚拟化结合DCPM虚拟机密度提升
• 维护简单。通过远程系统管理体系，即可对单节点进行管理，也可识别相邻节点运行状态，快速定位系统故障点，在不进行整机断电的情况下，支持在线热插拔操作维护，可快速进行系统计算节点的维修与更换，大大提高了整机系统的可用性，维修效率较传统服务器提高1倍。
• 绿色节能。HDC-v1采用96%效率钛金级别电源、共享电源系统设计。通过业务预定制提升电源实际供应效率，降低系统功耗，在支持冗余技术提高可靠性的同时，电源模块数量可减少50%。相比传统服务器，整机节能多达10%，如图4所示。
图4 定制化服务器HDC-v1电源转换率
采用业界领先的CPU和内存解决方案
在这些优势中，提高虚拟机密度是定制化服务器HDC-v1整机性能提升的最大亮点。
定制化服务器HDC-v1能够提高内存使用效率，提高虚拟机密度，其成功既有中国移动的辛勤研发，也离不开产业链企业的积极配合。中国移动与英特尔合作成立了“中国移动英特尔IT技术联合实验室”，合作进行产品的研发和性能测试工作。定制化服务器HDC-v1采用了英特尔业界领先的处理器和内存产品——英特尔第二代至强可扩展处理器（Intel Xeon Cascade Lake系列处理器——Intel Xeon Gold 5218）和DCPM。
在定制化服务器的核心部件CPU与内存方面，定制化服务器HDC-v1采用基于英特尔第二代至强可扩展处理器研发，该处理器较目前现网常用的Gold 5118处理器性能提升33%。对应处理器核数的提升，在保障单虚机处理器与内存配比不变的要求下，为实现虚机无感迁移，在内存方面，定制化服务器HDC-v1引入了DCPM，进行了计算、存储、内存、网络等多方面增强，再加上软件生态优化，将单节点有效内存从768GB提升至1TB，并保持成本不变，使HDC-v1成为虚拟化场景的理想平台，无论是在内部的IT云，还是外部的混合云和公有云都可以根据工作负载动态地自动配置资源。
在提供更大容量的优势下，傲腾内存比DDR4内存成本更低且数据非易失，遇到断电或系统重启的情况也不会丢失数据。因此，英特尔领先的CPU和内存解决方案为定制化服务器HDC-v1提升资源利用率注入了强劲的动力。
整合DCPM提升IT云整柜虚机密度
为进一步分析定制化服务器HDC-v1的性能以及DCPM对服务器性能的影响，中移信息技术在HDC-v1中采用普通DDR4 DRAM（768GB）方案和1TB DCPM+192GB DDR4 DRAM方案对比测试。
结果表明，通过TPC-C模拟一个完整的计算环境分别配置DCPM和DRAM的对比测试结果，DCPM性能接近于DRAM的性能。通过测试分析结果可知，定制化服务器HDC-v1能够满足IT云虚拟化场景预期需求，具有部署效率及密度高、降本增效、运维管理简单等一系列优势；在同成本情况下，采用DCPM方案相比普通DDR4 DRAM方案可提供更高容量，更大的虚拟化密度，虚机密度提升60%。
由于在实验室测试中，定制化服务器HDC-v1已经取得了良好的测试效果，因此从今年7月开始该服务器已在现网中使用，业务使用情况良好。
小结
中移信息技术通过自研微模块化结构搭配定制化板卡级部件，树立一致化、统一化、标准化的设计原型，融合了新计算平台、高速存储介质、低成本持久内存、高吞吐低延迟网络等多方面增强，另外，软件生态优化大幅度提高中移信息技术自主开发及量产化产品能力，提升业务可规划性。因此，自研定制化服务器的推出，提高了中移信息技术在定制化服务器领域的自主度。
