低延迟同时兼备高速度的PCI-Express串行总线技术会在这几年成为企业级数据中心中服务器传输数据的主干道,目前,主流的2路、4路服务器已经全面支持PCI-Express了。
在高速互连和虚拟化软件进入企业数据中心之时,IT管理者们需要仔细考虑一下自己的服务器如何跟上形势的问题。
在许多情况下,企业用户认为,由于服务器和诸如网络、存储设备之类的外围设备的互连系统PCI和PCI-X总线以及I/O插槽的局限性,服务器不能充分利用一些新技术。目前PCI技术的并行体系结构限制了大量数据输入和输出服务器的带宽和吞吐量。
Intel、Dell、HP、IBM、Microsoft和其他一些厂商正在致力于一种称为PCI-Express的串行I/O技术,旨在跟上互连带宽和速度的发展步伐。由于能使数据更快地输入和输出服务器,用户将能够更好地利用诸如多核心处理器(在这种处理器芯片中,一个电路小片上有一个以上CPU核)之类的新体系结构,能够更好地利用可在一台物理机器上存在和运行多个虚拟服务器的虚拟化技术。这些新的服务器设计将具有更强的处理能力,因而需要有一个能更快处理更大量传输速率数据的网关。
“我们现在处于这样一种境况:我们不能利用像更快速的处理器或更快速的图形卡这样一些东西,或是跟不上‘存储区域网络’和‘网络附加存储’的某些能力,” IDC集团副总裁兼企业计算总经理Vernon Turner说。“例如,现在你可能有使用10G以太网的iSCSI硬盘,如果你使用PCI-X,你就会遇到瓶颈。使用PCI-Express,就会使你获得箱内的快速干道,它可以以箱外的I/O设备所需的快速传输速度来传送数据。”
包括Dell、HP和IBM在内的系统厂商在2004年秋天开始发售具有PCI-Express插槽的服务器。分析家们说,PCI-Express技术没有真正的竞争者,因为提高并行PCI标准的努力已被放弃。
“很难想象厂商不会赶PCI-Express 的浪头,” Illuminata的一位分析师Gordon Haff说,“惟一的问题是你必须多么快地进行迁移”。
Dell是一个最主要的支持者,它于2003年和Intel合建了PCI-Express IT Network。Dell的相关负责人说,PCI-Express 将有助于使他们建立“向外扩展(scale-out)”数据中心的想法变成现实。用户们已经在基于标准的x86服务器集群运行以前依赖于大型对称多处理系统的应用程序。
“下一个高潮是你如何看待SAP、Oracle和SQL Server这类应用。目前这些应用程序一般用于4路、8路和16路系统,”Dell的相关负责人Jose Tormo说,“对于像PCI-Express那样的体系结构,我们的发现是,我们能使2路和4路集群取代较大的系统。”
PCI-Express的这种新I/O体系结构使用与千兆以太网和光纤通道中的那些相类似的串行链接来向服务器输入和从服务器输出数据。
最初的PCI标准使用并行的总线共享体系结构,在该体系结构中,数据块是一个挨一个地传输的。麻烦的是必须对信号进行协调,当你通过增加更多的信号路径增加带宽和通过增强信号频率提高速度时,保持这些信号的密切协调就会变得越来越困难和代价高昂。使用传统的PCI和PCI-X,每一I/O设备都必须共享该信号总线。
但是PCI-Express为每一设备提供其自己的总线,称为一个链接。每一链接由两条通道(lanes)组成,一个用于接收数据,另一个用于发送数据,每个的操作速率为2.5GHz。Intel的企业级业务主管Jim Pappas说,PCI-Express 能通过增加链接增加吞吐量,现在,PCI-Express有1×、4×、8×和16×链接的配置。
利用16×链接的PCI-Express 插槽可使服务器的吞吐量高达80Gbps。相比之下,最快速配置的PCI-X传输速率仅为32Gbps。
随着诸如InfiniBand和10G以太网的使用越来越广泛,由于多核芯片和服务器虚拟化的功能变得越来越强,能够快速而经济地传输数据是非常重要的。
PCI-Express以前称为3GIO (第三代I/O ),当2002年推出该技术时才改为现名。Intel于2004年7月份发布了其首款支持PCI-Express 的服务器芯片组,这使系统厂商能够在最后几个月发售具有PCI-Express插槽的机器。
例如,Dell的几款服务器,包括其去年年底时推出的全新PowerEdge 1855刀片服务器,就含有PCI-Express插槽。IBM所有新的双路Xeon处理器服务器都含有PCI-Express插槽。而HP对其Xeon服务器也已增加了PCI-Express支持。