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AMD微软“黄金组合”破冰企业级数据库市场

    尽管RISC专用架构在中低端服务器市场上越来越无力招架开放的、高性价比的X86架构的攻势,尽管AMD率先将X86架构带入了64位和双核时代、为其问鼎企业关键应用市场奠定了性能基础,但谈到构建企业级数据库系统时,人们恐怕还是会倾向于选择专用架构服务器与Oracle/IBM数据库这样的组合。因为在很多人看来,X86服务器性能优势虽日渐明显,但却还没有一款企业级数据库软件是专为它开发和优化、能够真正尽其所长的。

    不过,X86服务器这种“英雄无用武之地”的困境注定不会持久。今年11月初,微软耗费5年研发的SQL Server 2005终于正式发布,并于12月2日正式登陆中国市场。正是它,为X86服务器进军企业级数据库市场带来了福音,因为SQL Server 2005与基于AMD双核Opteron的X86服务器组合后,在性能表现上已能与专用架构服务器+Oracle/IBM数据库的组合相媲美,而且在性价比上,它与后者相比更具优势。

评测与应用验证“黄金组合”

图1:TPC今年10月6日发布的四路服务器基准测试数据,采用Opteron 880处理器的惠普ProLiant DL585服务器成为TPC测试中首款tpmC突破200000的四路X86服务器 参评的服务器配置情况

    据服务器性能权威评测机构TPC于今年10月6日发布的TPC-C基准测试数据(见图1):配备AMD Opteron 880处理器(双核、时钟频率为2.4GHz)、128GB内存、Windows Server 2003 x64 Enterprise版操作系统、SQL Server 2005 x64 Enterprise版数据库软件的惠普ProLiant DL585四路服务器tpmC高达202557、每tpmC成本为2.40美元,在这两项指标上,它均优于采用1.9GHz Power5处理器、128GB内存、Red Hat Enterprise Linux AS 4.0操作系统、IBM DB2 UDB 8.2数据库配置的IBM eServer p5 570四路服务器(其tpmC为197669、每tpmC成本为3.93美元)。

    除了在与专用架构服务器及相应数据库的比拼中胜出外,通过TPC发布的其他基准测试数据,人们可以发现:在同样与SQL Server 2005搭档的情况下,配备Opteron 880处理器的四路服务器能够提供的性能,相当于采用其竞争对手优异单核X86处理器的八路服务器性能的81%,而前者功耗仅相当于后者的1/3、每tpmC成本还不到后者的一半(见图2)。

图2:图中显示的测试结果清晰地体现出了双核Opteron服务器在性能、性价比、功耗和性能功耗比上的优势,排在前两位的系统均运行了微软SQL Server 2005数据库软件,后两位的系统则运行了SQL Server 2000数据库软件

    可以说,这些来自TPC的第三方评测数据已清晰地表达出了这样一个结论,即配备AMD双核Opteron处理器的服务器(下文中简称为双核Opteron服务器)与微软SQL Server 2005的组合完全可担负起企业核心数据库应用的重任。而且“在基于64位双核Opteron的两路或四路服务器上,SQL Server 2005就可以为中端用户提供企业级性能”(摘自《Database Journal》:“AMD64+MS SQL Server 2005 = 一场数据库解决方案的革命”,11月7日)。AMD和微软这一软硬件的“黄金组合”为企业用户提供的是比专用服务器数据库系统更加经济实惠的选择(见图3)。

图3:本项测试突出了双核Opteron服务器出众的性价比,采用Opteron 875处理器(2.2GHz、双核)的惠普ProLiant DL585四路服务器与采用1.9GHz Power5处理器的IBM eServer p5 570的性能仅差21%,但价格却比后者便宜一半以上

    实际上,许多企业用户对这一组合的了解已不止停留在冷冰冰的评测数据上,像社交和音乐网站MySpace、国际证券交易所及微软自己都使用这一组合来构建或升级了自己的数据库系统,获得了更加鲜活、直观的应用体验。例如微软的批量许可业务工具和分析部门在导入Opteron服务器和SQL Server 2005后的半年时间里,数据分析速度比以前提升了99%,并节省下了2700万美元的成本。

“黄金组合”威力之源
    从技术层面上来分析,SQL Server 2005与双核Opteron服务器组合后发挥的优异性能、性价比和性能功耗比(或称每瓦性能)虽然离不开微软在这款数据库软件开发过程中所做的改进和优化,但这些优势的获得应更多归功于AMD 在双核Opteron处理器上采用的64位技术、直连架构、双核心技术、低功耗设计及节能技术,尤其是前三项技术,它们为SQL Server 2005的性能优化提供了强大的硬件基础。

    众所周知,X86处理器从32位过渡到64位带来的最大好处,就是打破4GB的内存限制,带来海量内存寻址能力。这种能力对于提升企业级数据库系统的运行效率至关重要,因为它在现实应用中通常要容纳和调用数GB、数十GB、上百GB甚至是更大容量的数据,它最为高效的运行状态就是把整个数据库的内容尽可能多、甚至是整个装载到读写速度远胜硬盘的内存中。要满足这一需求,64位技术不可或缺,正是看到这一点,AMD早在数年前就已着手开发X86-64技术(现名为AMD64技术),并用其“武装”Opteron处理器(该处理器理论上拥有1TB物理内存和256TB虚拟内存寻址能力)。而尽量利用64位技术来提升运行效率,也正是微软研发SQL Server 2005时重点考虑的要素。

图4:AMD直连架构示意图,通过HyperTransport高速串行总线,Opteron处理器、内存、PCI-E桥、I/O中心彼此间实现了点到点的双向连接。避免了不同组件争抢同一条总线带宽的现象

    与64位技术一样,直连架构也是Opteron自问世以来的主要卖点之一。很多业内人士都把它视为近两年来X86处理器领域最重要的技术革新之一,它将已有20年历史、带宽瓶颈越来越严重的并行前端总线(FSB)架构推入历史。通过将内存控制器内置入处理器和采用高速串行HyperTransport技术,直连架构让Opteron处理器与芯片组、处理器与内存、处理器与处理器之间都可采用单独的、带宽高达8GB/s的数据总线相连(见图4),避免FSB架构中多个组件共用一条总线造成的带宽争抢“内耗”(见图5),实现了处理器与其他组件之间的快速响应,特别是最大限度降低了内存延迟,这种架构的点对点高速传输特性让服务器扩展处理器数量带来的性能损耗和难度大幅降低,而其出色的带宽则让基于Opteron的服务器在运行企业级数据库这种数据密集型任务时表现更为流畅。

图5:传统的前端总线架构示意图,可以看到处理器与处理器,处理器与内存、I/O中心和PCI-E桥交换信息时,都必须经过带宽有限的前端总线,“堵车”现象再所难免

    双核技术虽然在今年才正式用在Opteron上,但AMD早在研发这款处理器时就已为它预留了向多核化扩展的空间。与竞争对手的双核X86处理器相比,AMD双核技术的最大优势就是将两个核心间的系统请求接口和交叉开关集成在处理器中(见图6),此举大大提升了两个核心间彼此配合、并行处理多线程任务的效率。据AMD透露,双核Opteron服务器的性能在大多数情况下相当于同频单核Opteron服务器的140%-180%,(见图7)。而SQL Server 2005采用了多线程设计,它正好可以利用到双核Opteron高效的多线程处理能力。

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