Think Server RD640/RD540

張越

在企業級服務器領域，聯想ThinkServer系列產品擁有自己牢固的市場范圍。隨著英特爾發布新一代志強處理器，聯想也隨之推出了新一代的雙路服務器產品。我們曾經對ThinkServer RD630進行過新品測試，而這次收到的則是基于志強E5 V2平臺的Think Server RD640以及ThinkServer RD540服務器。

作為ThinkServer家族新品的最新力作，RD640可搭載兩顆Intel最新Ivy Bridge平臺的Xeon E5-2600 V2系列高端處理器，最高可達24顆處理核心帶來強勁計算動力；采用20DIMM內存，容量可高達640GB，用戶還可選配低功耗LV-RDIMM內存，滿足業務嚴苛性能需求的同時，進一步優化能效。

我們收到的這臺樣機配備的是志強E5-2609 V2處理器，工作頻率為2.5GHz。早在2007年英特爾正式提出Tick-Tock芯片設計制造業務的戰略模式，即每一次處理器微架構的更新和每一次芯片制程的更新遵循“Tick-Tock”規律。對于至強系列處理器而言，遵循“Tick-Tock”規律，09年發布代號“Nehalem-EP”的至強5500處理器可以說是一個戰略重點，該處理器首度集成內容控制器、全新QPI總線架構以及超線程等一系列全新技術。而在此后的產品更替換代中，英特爾陸續發布了至強5600和至強E5-2600、2400產品，而最新一代至強E5新產品，英特爾至強E5-2600v2也在2013年9月份正式登臺亮相。英特爾將至強E5-2600v2產品家族（代號為"IvyBridge-EP"）定位在重新定義數據中心的服務器、存儲與網絡基礎設施上，宣稱較前代提升45%電源、使用效率及最高50%的性能。

新處理器代號為IvyBridge-EP，采用22納米制程，共推出18款型號，最多內建12個核心，適用于高密度運算應用，每顆處理器報價從202到2614美元；英特爾還推出三款用于工作站的單插槽XeonE5-1600，從294美元到1080美元。每一次“Tock”代表著在上一次“Tick”的芯片制程的基礎上，更新微處理器架構提升性能。IvyBridge屬于英特爾Tick-Tock戰略中的Tick+，相比SandyBridge其制程工藝提升至22nm，而且架構也得到進一步優化?？紤]到制程的提升，因此在單線程性能方面的提升幅度并不會很大，內核在IPC方面的提升還是較為有限。

之前的32nmSandyBridge就實現了處理器、圖形核心、視頻引擎的單芯片封裝，其中圖形核心擁有最多12個執行單元，支持DX10.1、OpenGL2.1。而22nmIvyBridge將執行單元的數量翻一番，達到最多24個，自然會帶來性能上變化。新一代的IvyBridge-EP提供了更多的核心，有4-12個多種偶數核心規格供選擇。而在最多的12核心處理器中，我們可以看到幾個明顯的特點：更多的環形總線、雙內存控制器和更大的L3緩存。高端的10-12核心處理器上看到3條環形總線、2個三級緩存和2個內存控制器。增加了更多的緩存和內存控制器，英特爾讓每個核心到達緩存的距離一致，降低延遲。而在環形總線方面，通過一條巨大的總線實現了所有核心部件之間的連接，這主要是實現核心之間通信的便捷。

隨著x86服務器成為云計算基礎設施部署的主要產品，其中虛擬化技術是對新一代x86產品最重要的考驗。每一代新至強芯片都會減少虛擬機的進入（VMentry）和退出（VMexit）操作周期，但還有一種降低硬件虛擬化資源代價的方法就是盡量避免VMexits?？蛻鬙S需要檢查中斷享有優先權，并通過檢查APICTaskPriorityRegister（TPR）來實現。早在08年時英特爾就在至強7400上引入了一種外部中斷的優化方案，它主要是借助英特爾的VTFlexPriority來實現。通過確認虛擬化APICTPR推出虛擬備份，客戶OS無需VMexit即可讀取寄存器。IvyBridge內核通過“內部”中斷可以減少VMexits。虛擬化處理器需要訪問APIC寄存器，而寄存器是要求VMexit的。解決出路是APICv，新的至強處理器通過微代碼可以被客戶OS讀取到，而無需VMexit。與此相關的，SandyBridge引入了對更大頁面VT-d的支持，但實際上仍然會分成4KB的頁面大小。IvyBridge在VT-d中完全能夠支持大頁面。

在虛擬化特性上，至強E5-2600v2對服務器虛擬化的CPU占有率更少，性能方面接近于物理性能。此外，至強E5-2600v2還對一些特殊的應用做了優化，比如在高性能計算方面和至強Phi之間更好的結合和應用，新擴展的指令集對于高性能計算相關的應用也特別有幫助。另外一個很重要的改進是“FS和GS基址寄存器快速訪問”，寄存器在當代的64位OS尋址系統中不需要使用（除了二進制VMM）這一點已經令我們印象頗受，但對于大批量線程的服務器工作負載的“關鍵優化”的承諾，使得至強E5-2600V2更具誘惑。

在內存延遲與內存帶寬方面，IvyBridge-EP相比上一代的SandyBridge-EP架構來說可以提供更快的內存速度，更好能效比和近似的延遲性能?？梢钥吹?，使用上一代SandyBridge-EP平臺最高可以達到80GB內存帶寬，而IvyBridge-EP處理器其帶寬可以達到近90GB，若使用DDR3-1866的內存帶寬可以達到100GB。ThinkServer RD640最多可以支持640GB內存，其20個DIMM插槽也保證了內存擴充的靈活性。

在存儲空間方面，ThinkServer RD640不僅支持傳統的SATA、SAS硬盤，還支持高性能SSD固態硬盤，用戶可按需選擇8×3.5”和8/16×2.5”HDD硬盤配置，最大可實現32TB的存儲容量，數據讀寫性能超過12倍的提升，輕松滿足企業關鍵應用對于系統性能的苛刻要求。采用LSI提供的RAID選項包括1GB高速回寫緩存的ThinkServer RAID 710適配器、可選的LSI MegaRAID CacheCade Pro 2.0 和Fastpath技術，為用戶提供卓越的可靠性和IOP性能。此外，ThinkServer RD640新品還擁有2個x16，4個x8共6條PCI-E擴展口，為用戶提供更強大的I/O擴展力，實現靈活擴展。endprint

對于很多大型企業和機構類客戶而言，能耗是IT 運行中的一項重大成本，其中據統計，企業數據中心40%的能耗被服務器所消耗。ThinkServer RD640利用聯想創新的“智節能技術”，顯著提升系統能效。我們使用IXIA 400T測得送測RD640的峰值負載為2600。當我們以20%為階梯逐步降低負載時，可以從功耗儀上看到RD640明顯的功耗下降。RD640還采用了領先的動態承載電源，配備業界最高標準的Redundant hot-swap（白金電源），達到94%的電源轉換效率，并支持動態負載調節，保證電源的轉換效率。

ThinkServer RD640采用家族創新的智能能效管理技術（Smart Grid）。該系統采用無人值守化設計，用戶可利用web端的獨立管理界面，經過簡單的幾步配置流程，輕松遠程管理數據中心能耗。其嵌入的智能算法可通過監測電能消耗和服務器性能表現，給出趨勢和報告，并為用戶推薦優化的數據中心物理布局管理和電源管理策略?；趹贸绦蛐軇討B監測的電源管理系統，全部基于動態監測數據，可在不影響性能表現的前提下最大化節能，用戶還能開啟溫度監測，獲得機房熱點報告，優化機房空調規劃。

此外，ThinkServer RD640秉承Think“高品質”基因，采用ThinkServer家族獨有的超緩震技術，有效降低40%因震動引起的系統故障，大幅提升系統穩定性。其機箱采用雙體設計，強度比普通機箱提升20%；硬盤倉則采用雙層加固設計，強度比普通硬盤倉提升50%。ThinkServer家族創新的全息緩沖技術，可降低震動30%，該完美結合了在零部件上有廣泛應用的鋅鎂合金的耐沖擊性和TPU（熱塑性聚氨酯彈性體）的減震性，能夠覆蓋高中低各個頻率段；同時考慮了在水平和垂直方向的減震，有效吸收震動。對于機箱內的主要震動源風扇，ThinkServer采用多重阻尼技術，利用多達60個TPU減震材料填充的防震觸點，可降低40%來自風扇的震動。

對于企業IT 管理者來講，數據中心擴展是一件十分令人頭疼的事情，因為設備品牌不同，就需要進行多協議調節，甚至無法匹配，而該過程極為繁瑣和浪費時間。為此，ThinkServer RD640為用戶打造了真正開放式管理，采用開放的工業標準和協議、兼容多品牌產品環境，與應用環境無縫集成；通過ThinkServer家族的整機免工具設計，令管理員無需任何工具即可完成對服務器的拆裝，60秒上架，快速修復故障。

ThinkServer RD640為用戶提供了一系列實用管理工具，可以輕松實現批量部署、警報、系統管理。全新的ThinkServer服務器導航工具軟件Easy Startup可以幫助IT管理員同時部署大批量服務器，只需點擊兩次鼠標即可完成業界所有主流操作系統的安裝，并可在安裝過程中配置RAID，無需單獨配置，大幅降低服務器部署整體成本。而聯想獨創的DIT故障自診斷技術，可對CPU、內存、電源、風扇等主要部件進行精確故障定位，并將系統故障信息直觀的顯示在管理界面，幫助用戶快速定位，縮短故障時間。

聯想ThinkServer RD640除了擁有特有的固件智能升級系統，幫助IT管理員隨時隨地升級系統固件，持續優化服務器的運行效率外，還有 VMware vCenter和Microsoft SCE最新的插件工具，以及采用VMware vSphere Operations Management管理軟件和Lenovo|EMC存儲技術打造的完整虛擬化管理解決方案均可以進一步幫助IT管理者提高企業管理效率。

聯想RD640服務器在搭載新的至強E5-2609 v2處理器平臺后，為服務器帶來強勁計算動力，同時，能夠為用戶提供更強大的I/O擴展力，以及出色的擴展能力支持；效能動態監測的電源管理系統，可在不影響性能表現的前提下最大化節能。為用戶打造了真正開放式管理，采用開放的工業標準和協議、兼容多品牌產品環境，與應用環境無縫集成。完整虛擬化管理解決方案均可以進一步幫助IT管理者提高企業管理效率。可用于金融、軍工、能源、醫療、政府、教育、大中型企業等行業客戶，有助力客戶成功應對云計算、大數據時代所帶來的全新挑戰和機遇。

Thinkserver RD540與RD640一樣基于IvyBridge-EP平臺，我們測試的這臺樣機是配備了兩顆至強E5-2609 v2處理器。直以來，聯想的ThinkServer系列服務器在行業內占有很大的市場份額，其產品以易于使用管理、人性化、穩定性高在業內享有不錯的聲譽。而本次的ThinkServer RD540機架式服務器更是其新一代機架服務器中的代表。在核心部件的選擇上，聯想ThinkServer RD540配置兩顆Intel最新Ivy Bridge Xeon E5-2600 v2系列高端兩路處理器，最高可達24顆處理核心。20 DIMM高達640GB內存，可選4盤、8盤3.5寸或2.5寸常規SATA或SAS硬盤，以及對2.5寸高性能SSD硬盤的支持，可提供強大的計算和處理能力。

在內部設計上，聯想ThinkServer RD540服務器細分了內部風道，搭載了高能效的Intel最新平臺處理器和低功耗的內存，支持低能耗高性能的SSD硬盤，并由冗余的80+金牌電源通過優化的VR電路進行能源支持，使整體能效得到硬性提高。RD540也采用了SmartGrid能效管控系統，從軟件層面進一步為用戶節能降耗。該技術使用了英特爾公司的節點管理器產品，可實現數據中心級的電源管理并可同時管理多達1000個服務器節點。

在內部空間的布局方面，ThinkServer RD540的設計十分整潔，所有的線纜都是被整齊的內貼在兩側。機身中間的8組風扇將整個服務器分成了兩部分，前面為處理器和內存設計區域，后面為IO部分，并在內存和處理器位置設計了導風罩以輔助整體散熱效果。而在能源方面，ThinkServer RD540服務器提供了2個功率為800W的電源互為冗余。送測樣機配置的是通過80Plus鉑金認證的產品，說明它的轉換效率可以達到94%以上。endprint

我們將采用IXIA 400T模擬客戶端通過Web訪問方式對ThinkServer 640和ThinkServer 540服務器進行網絡負載測試。從評測手段的對比而言，采用網絡測試儀器可以對服務器造成更大的負載。通過硬件來模擬網絡上的客戶端發送應用請求，使我們可以模擬更多的客戶端，更準確地衡量出服務器的Web性能。以HTTP性能測試為例，以往我們使用軟件最多可以模擬一百二十個用戶對服務器進行HTTP訪問，而IXIA測試儀的每個端口就可以模擬上千個用戶。在我們使用的IXIA 400T中，內置了很多針對不同應用環境的測試腳本。無論是Web服務器、Mail服務器還是FTP服務器或防火墻，IXIA 400T都可以有效地測試出服務器在真實網絡環境下的實際表現。

我們在服務器上搭建了一個ASP+MySQL系統，使用IXIA 400T模擬用戶對服務器進行訪問，并記錄下服務器所能達到最大請求響應數。這樣我們所得到的測試成績就可以視作服務器的一個整體成績，而并非僅僅是處理器性能成績或者其他子系統性能。在IXIA 400T所使用的ixload軟件中，測試人員可以自由控制連接到服務器的用戶數、Request、Transaction Rate、Connection Rate等參數，從而獲得不同的負載壓力。IXIA 400T可以模擬20000個用戶連接服務器，測試中IXIA400T會以每4個用戶一組逐步遞增，直至到達預先設定的最大用戶數，對于一般我們所測試的雙路或四路服務器已經足以生成足夠的負載壓力。在測試中，RD640的測試成績為2400，RD540成績達到了2000。在我們以往對ThinkServer RD 530測試中，其成績為1600，可以說新處理器的確為服務器帶來了不小的性能提升。

在動態功耗測試時，使用網絡測試儀和功耗儀作為功耗測試平臺，主要是因為我們平時所使用的Benchmark測試軟件都無法對系統負載進行精確的控制。Benchmark軟件在測試時運行的是預置的腳本程序，其中涉及到多種程序的運行、切換，期間系統的負載也是在不斷變化。而且我們希望通過不同的“系統”負載作為測試的基準點，而不是單純的處理器占用率。

在針對RD640和RD540的功耗測試中，我們通過調整Transaction Rate來控制整個服務器的負載水平。通過預測試，RD640的測試曲線到達峰值時候，Transaction Rate為2400，RD540 為2000。我們將該數值作為滿載功耗的基準點，以200為單位逐步減少對服務器的負載，從而得出服務器不同負載下的功耗。從曲線圖中可以看出，當服務器負載在逐步下降時候，兩臺ThinkServer服務器的功耗也明顯降低，當服務器負載將至零時，兩臺服務器的功耗也迅速降低到待機功耗?？梢哉f這兩臺ThinkServer在功耗控制技術上的表現非常出色，可以根據系統負載的不同，動態對功耗進行調整，以達到性能和功耗最佳的平衡狀態。

編輯評價

對于需要高性能服務器的用戶，RD640、RD540是非常好的選擇。endprint