Page 38 - 网络电信2016第17期

解决方案

架构下将比传统Hadoop提升37.8倍和114倍[12]。 关资源，实现完全意义上业务驱动的软件定义数据中心。
3.可重构技术 1.第1代融合架构
可重构技术可以分为数据中心级、系统级和芯片级3个层 第1代融合基础架构的特征是实现散热、电源、管理等非IT

次，芯片级的可重构即是根据应用的需求进行芯片功能重构。 资源的集中化和模块化，如图3所示。与传统架构相比，集中供
随着3D晶体管工艺的推广应用，处理器芯片内部的晶体管资源 电能够提高系统供电效率，减少电源自身的损耗；集中散热不
更加丰富，可编程现场可编程门阵列（FPGA）的性能和容量也 但方便系统维护，而且能够降低系统散热功耗；对资源的集中
都大幅提升，使得面向特定应用重构硬件逻辑成为可能[13]。可 管理能够实现系统功耗监测控制、散热调控等智能化管理。
重构处理器既保持了处理器的通用性，又具备专用硬件逻辑的
高效率，以及逻辑可重构带来的灵活性。这实际上就是一种更 图3 第1代融合架构
细粒度的软件定义的资源重构，将对数据中心整体效率带来较
大提升。实现可重构的关键是应用逻辑的在线快速动态加载与
切换。将应用逻辑划分为通用静态逻辑和专用动态逻辑，如图2
所示。通用的静态逻辑可以预先配置，用于建立异构部件与CPU
的数据通路；而动态逻辑与应用特征有关，可以通过CPU与加速
部件的高速接口完成目标应用在线快速切换，从而在毫秒级内
完成逻辑动态重构。

图2 可重构异构部件架构

4.软件定义 第1代融合架构代表是参照美国开放计算项目（OCP）[15]
软件定义的基本思想是控制与基础设施分离，实现逻辑 和中国天蝎规范[16]研发的机柜级服务器，OCP和天蝎规范都针
集中的资源弹性调整、动态分配与可编程配置，也就是说将计 对机柜服务器的尺寸、空间、设施、供电等方面形成各自统一
算、存储、网络等基础设施资源化，作为随需提供的服务。 标准，已经在全球互联网巨头的数据中心广泛应用。例如，
目前，软件定义的关注重点正在从资源抽象和控制分离， Google每年采购量在40万节点，Facebook每年25万节点，中国
逐步扩展到业务感知能力。特别是在数据中心资源管理中引入 BATQ每年也都在10万节点以上。通过第1代融合架构应用，中国
机器学习技术，例如在模式识别、音/视频处理等领域广泛应用 互联网数据中心的空间利用率可以提升13.8%，能耗能降低15%
的深层神经网络[14]，建立应用感知的资源重构决策系统，赋予 以上，总所有成本（TCO）降低10%，部署效率提高10倍，浪潮
基础设施感知上层应用需求、识别资源使用行为特征的能力， 在百度阳泉数据中心更是创造了单日部署1万节点的记录。
为业务构建最佳运行环境。
2.第2代融合架构
三、融合架构演进路线及应用 第2代融合基础架构在第1代基础上，基于高速互联构建
分布式网络，进一步将存储硬件池化，并通过软件定义实现资
实践融合架构的最终形态，就是硬件趋于一致，软件定义 源拓扑灵活定义、存储按需供给，如图4所示。第2代融合架构
一切。通过硬件重构，将各种资源融合到一个全新形态的设备 的典型代表是云服务器架构（CRA）。网络方面，CRA将传统网
中，再通过软件定义表现出计算、存储、网络、安全功能，派 卡、交换机取消，统一设计为统一网络引擎（UNE），每个UNE
生出科学计算、大数据和人机交互等业务，满足不同的智能制 链接4个节点，相互之间组成分布式网络构成一个机柜级交换核
造应用场景需求。具体到发展路线，我们认为可以从软、硬件2 心，实现与主干网络的连接。每个UNE对内有8个25G的外设部件
个层面演进，并分3个阶段逐步发展。
图4 第2代融合架构
（1）第1阶段，在硬件上实现散热、电源、管理功能等非
IT资源的集中化和模块化，并利用软件虚拟化实现计算、存储
等IT 资源的池化和集中管理。

（2）第2阶段，进一步将非计算部分的存储、网络等IO设
备进行池化，机柜内采用硅光电等技术进行高速互联，并以软
件定义的计算、存储和网络来满足业务需求。

（3）第3阶段是最终将CPU、内存等所有IT资源完全池化，
从硬件上可实现任意组合，根据应用需求智能地分配和组合相

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