唯“快”至上 Linux on Power极速体验之旅

跑车的诱人之处在于对速度的极致追求，驾驭极速跑车摩擦出的激情火花总是让人着迷，试想驰骋在不限速的公路上，变道、超车，张弛有度，享受人车合一的快感，绝非一般汽车所能比拟，多远的距离转瞬间近在眼前。速度是衡量跑车性能的硬性指标，在计算领域，对速度的追求更为苛责，更快的处理能力，更优化的应用表现带你先人一步到达成功的彼岸。任凭再严苛的应用挑战，在Power8上都可以一马平川，感受如飞车般“唯快至上”的极速体验。随着POWER平台走向开放，除了传统的Unix服务器市场之外，大数据和云计算等领域同样可以享受到Power8芯片带来的强劲动力。

极致工艺缔造极致性能

跑车能比普通汽车更快，首先取决于其强劲的动力系统，业界顶级的跑车零到百公里加速时间已经迈入1.5秒，这与其双涡轮引擎密不可分。而服务器领域的“超跑”，新一代Power8服务器的极致性能同样离不开其核心CPU：POWER8芯片。

POWER8采用22nm工艺，4GHZ主频，最高12核心，每核心8线程(SMT8)，即最高支持 96线程，同时，POWER8的缓存容量进一步提升，包括每个内核521K缓存，96M共享的三级缓存和128MB芯片外部的四级缓存。POWER8沿用CAPI 总线(一致性加速器处理接口)，可以让外部组件直接访问 CPU 的内存空间，从而大幅提高了外设的运行效率，相比PCIe接口，每线程 IOPs超过6倍。

不难看出，Power8服务器仅硬件规格就已完胜x86，在应用领域Power8同样让人惊喜，整合完备的设计绝非拼凑出来的产品可以比拟。今天我们着重解读基于开源Linux的Power在云计算和大数据领域的杰出表现。

唯快不破的Linux on Power极速云构建

资源池化是云计算的核心诉求之一，OpenStack开放标准是当今最流行的开源云计算管理体系，OpenStack通过模块化设计为私有云和公有云提供开源软件构建。用户可以根据自己的需要去选择相应的模块搭建所需环境，随着企业业务发展，扩大模块就可以轻松实现后续扩展。Power支持多个Openstack的异构云环境，提高资源利用率可达 20%，加速云资源部署效率。

云计算很大程度上优化了传统资源的交互方式，IBM Cloud Manager(简称ICM)是IBM针对OpenStack架构所开发出来的一个基础架构云平台，通过ICM能够轻松管理多云的环境，包括管理IBM Power服务器，Z系列大机，以及x86服务器。针对开发团队来说，面对多种云环境，基于ICM只需要学习一种类型的API，就能进行云平台的定制化开发，加快云环境的搭建和开发的速度。

同时，ICM可以通过一个虚机的模板进行分区的部署，配置选择时使用统一的模板进行虚机的部署(最大支持五个分区的批量的部署)，简化部署虚机的流程。也就是说，在x86平台部署一台虚机需要各方人员共同协作，最快也要以“天”为单位，如今在Power平台通过ICM实现分区的部署，仅需五分钟就能够完成，加速IT与业务的协作效率。

前面说到Power针对整合完备的设计绝非拼凑堆叠能够相提并论，这一点在KVM上表现得淋漓尽致。PowerKVM是IBM针对POWER平台的开源虚拟化解决方案，PowerKVM与x86KVM在功能上完全一致。而x86KVM是一个纯软件的解决方案，PowerKVM是一个软硬件结合的方案，软硬件结合具备深度挖掘的特性。凭借微核技术，PowerKVM的相比x86平台支持2倍的工作负载，实现更灵活的更高速的虚拟化表现。

Linux发行版RedHat、SUSE和Ubuntu可以轻松地部署在PowerKVM环境中。Power8芯片加入的新特性SMT8，一个Core能够同步支持8线程指令，相比的单核双线程，Power8单核四倍于X86性能。在开源Linux环境下，对于单一任务的处理能力要求不是很大，而虚拟机数量的要求会增多。传统的整核模式，物理CPU在各个虚拟机之间切换的时差损耗了处理能力。Power微核模式细分了CPU同时处理的精度，同一Core可以支持更多的虚机。在虚拟机数量超过物理CPU核数的时候，微核模式能够在性能损失不明显的情况下，运行更多的虚拟机，承载更多的用户应用，大幅提升云环境中多租户的工作效率，从而提升整体处理速度。

相比成熟的虚拟化产品，Docker技术是近期最热门的话题，Docker能够很快创建容器，并且对性能没有影响，同时Docker具备很好的适应性，类似于虚拟机一般灵活，Docker在单台设备上部署成百上千个容器，开箱即用，有很多第三方的应用都可以支持Docker。

如今在Power环境中也可以享受到Docker带来的快速弹性部署。传统虚拟化模式应用是装在裸机上面的，裸机的获取时间比较长，购买一台设备大概需要几天，部署裸机的时间需要几个小时，即便自动化的部署软件，也需要数分钟才能够应用就绪。Docker on Power启动、停止、开启、重启等操作秒级完成，运行时性能几乎没有影响，通过Docker实现Apache服务快速横向扩展。不仅PowerLinux的产品可以支持Docker，同时Docker还可以运行在Power的平台上，也就是说Docker可以运行在基于PowerKVM的虚拟化分区。在开源云环境中，Docker的支持于Power而言，如同在跑车上插上翅膀，变成真正的飞车。

密集处理无需等 Linux on Power大数据极速处理体验

随着大数据技术的发展推进，对于当今企业而言，企业对数据的看法正向战略资产的方向倾斜，越来越多的企业认识到数据的重要性。对于大数据核心思想就是海量数据存储、分析、查询和预测。海量数据如何存储到分布式的架构里面，如何分析和查询这些数据，并给出准确的预测结果，通过Hadoop架构可以轻松实现。

Powerlinux 完美支持 BigData Platform 需要的密集型内存及IO，通过Power的强大的处理能力，结合Appache开源架构套件，提供更加独特的性能体验，超越同类Hadoop方案读取性能37%，加速大数据处理。测算结果显示，同等性能下基于Power GPFS+Symphony的Hadoop解决方案节省31%的计算资源，无愧于极速处理的王者。

企业数据离不开数据库系统，互联网行业的兴起，新兴的业务类型催生出非关系型数据库NoSQL的应用发展，其主要特点是内存型的数据库，即很多数据都是在内存里，具备极佳的扩展能力，在NoSQL里面只有简单的Key和Value数据类型。

CAPI+Flash+Redis三剑客是Power极速NoSQL解决方案，用闪存替代部分内存，降低内存成本，提升性能，减少延迟，通过CAPI技术，从应用程序发出读/写命令，消除 97%的指令路径长度，为Web2.0等行业用户带来稳定性表现。相比PCIe，Power的CAPI技术可以缩减一半以上的内存延迟。

前面说到CAPI是Power8的重要特性，CAPI与Power8芯片通过TCIE第三代通道，直接与处理器链接通讯，无需传统的IO芯片转换，因此具有吞吐高、延迟低的特点，进而将处理性能发挥到极致。

NoSQL数据库其大数据属性带来大数据量、高并发、弱事务、易扩展等优势，其中在MongoDB可以说是NoSQL数据库中最受欢迎的技术。首先MongoDB是开源OpenSource，其次具备高性能，第三schema-free，最后它是面向文档的数据库。针对Linux系统，Power服务器提供Advanced ToolChain工具，优化Power硬件架构。正如前面讲到的CAPI技术，MongoDB采用3节点的复制集，线程越多，并发越高，性能越好，处理能力越快，POWER的优势显而易见。

在Power平台上，MongoDB可以在三种虚拟化环境中部署，包括：传统的虚拟化方式PowerVM、开源虚拟化技术PowerKVM、Docker， Power服务器上完全支持这三种虚拟化技术，因此无需担忧MongoDB在POWER平台的兼容性。

在互联网的企业中，社交数据、非关系型数据比较多，而在传统企业里面有更多的数据是以关系型数据的形式存在，比如交易数据、库存数据、销售数据等等。POWER平台不仅在非关系型数据库中有着杰出的应用表现，在传统关系型数据库系统DB2中，由于DB2 BLU具备数据跳过、列式存储、简单易用、卓越压缩、充分利用CPU特性、内核友好的并行化和优化内存缓存管理等特性，Power四倍于x86的内存带宽，与DB2 BLU实现良好的优化。

DB2 BLU缓存管理技术可以通过缓存管理算法，将热点数据以压缩的形式放置到内存中，实现了高速度和压缩，经过主内存优化、CPU 优化和 I/O 优化，对于POWER平台相比x86平台4倍的线程(Power单核8线程;x86单核双线程)、4倍内存带宽、2倍L1-L3缓存容量，实现4倍的性能提升，帮助用户从传统数据处理过度到大数据处理。客户迁移后的实测数据显示，查询操作从x86平台需要两小时20分的过程缩短到3分30秒，真正使大数据处理变得立等可取，如此性能如何不在大数据时代占得先机?

人类对速度的追求快无止境，跑车如是，计算系统如是。我们坚信一个真理：没有最快，只有更快!Power就是这样一个不断自我超越的平台。随着Power在开源环境部署实践的发展，我们期待着Power在面向云计算、大数据技术的Linux环境中有更极致的应用表现，引领企业用户跑赢大数据时代，飞上云霄。