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微軟:下一代資料中心需要更強大的晶片

上網時間: 2011年11月21日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:快閃記憶體  伺服器  處理器  建構模組  雲端 

一位微軟(Microsoft)大型資料中心設計人員表示,大型資料中心需要更低功耗的快閃記憶體晶片、整合型處理器,以及比尺寸比以往更大的建構模組。

“我們密切關注每瓦每美元的效能,”微軟全球基礎服務部門首席架構師Dileep Bhandarkar說。該部門負責微軟全球多個資料中心的建置。

以大型資料中心而言,電氣和機械因素大約佔總功耗預算的80%左右,且每個大型資料中心都包含極大量的伺服器。“這就是問題所在,也是我們致力於讓每一顆伺服器處理器至少節省1W功率的主要原因,”他稍早前在一場LSI Corp舉辦的年度會議中表示。

具體而言,Bhandarkar提出需要嶄新的‘雲端多級快閃記憶體’(cloud multi-level (CMLC) flash)構想,並表示這種全新的Flash變種將具備較中等的性能,但功耗更低。“我們已經開始採用MLC快閃記憶體,因為他們能在部份應用中提供更高出30%~40%的性能,但卻沒有顯著增加成本,而且他們的功耗僅多出了2~%~3%左右,”他表示。


微軟在兩種配置中使用快閃記憶體,一種具有硬體快取控制器,另一種則無。“我不認為快閃記憶體會取代硬碟—它們只不過是記憶體階層架構中的其中一層罷了,”他表示。

“不過,我們並不需要為了快閃記憶體而大幅提高頻寬,這樣做太耗電了,”Bhandarkar表示。“我不需要具備200萬IOPS的記憶體──我寧願選擇20,000 IOPS就好,而現在,對這個產業來說,上述的‘雲端MLC’就代表了一個新機會。

微軟在至少8個國家設置了10個資料中心,提供200多種服務,包括Bing search, MSN, Hotmail 和 Azure 雲端服務等。

處理器與貨櫃之外

在處理器部份,“晶片中核心數量達到16個時就差不多了,”Bhandarkar說。“性能提升的速度已超越我們的需求。一些設計師們將意識到他們不應該再添加更多的核心,重點是整合功能以降低成本並提高能源效率,”他表示。

更多核心只會導致不平衡的系統設計,記憶體和網路頻寬都會面臨瓶頸。在最近一次訪談中,他表示希望看到基於英特爾(Intel) Atom 或 AMD Bobcat cores 的16核心伺服器SoC產品。

Bhandarkar對基於ARM的伺服器SoC態度也明顯軟化,今年一月,他曾質疑基於ARM的伺服器SoC。在稍早前LSI活動中,他首次將ARM核心與Atom和Bobcat相提並論,但他也表示,這並不代表有任何架構會被取代。

他還表示,微軟正在推動從Gigabit到10 Gbit/s乙太網路的轉變。“10Gbit交換機的成本不斷下降,我們對此感到相當興奮,”他說。

他還提出了對三相電源供應器、能整合在標準電腦機架中的UPS盒,以及增強型穩壓模組的需求。“我願意為更高效的VRM多付50美分來得到更大的節能效果,”他表示。

今天,微軟使用僅具有一個PCI Express插槽、最小化的記憶體,以及無RAID的雙插槽1U機架伺服器,它可執行在27℃或稍高的溫度下。“我們的長期目標是讓這些機器能在35℃溫度下運作,以節省冷卻成本,”他說。

微軟為其最新的資料中心定義了稱之為IT PAC (預組配零組件,如下圖所示)的建構模組,其尺寸大於過去使用的貨櫃。其中包含了15個伺服器機架,每一個機架都具有90個雙插槽伺服器。巨大的風扇設置在伺服器上方讓空氣流通。除了機架和風扇以外,還設置了用於冷卻的蒸發器(evaporator)用於加熱的氣動攪拌器(air mixer),這兩種裝置都必須引進外部空氣。

這四種裝置一起被放置在一個密封包裝中,功耗達5MW。而ITPAC則放置在一個巨大、簡單且沒有架高地板的‘倉庫’中。但未來,因應ITPAC對周圍空氣的需求,這種系統架構甚至可能不會有4片完整的外牆。

“我初到微軟時,我們負責伺服器和資料中心的兩種工程師,但經過不斷的最佳化以後,現在,資料中心就是伺服器。

微軟的ITPAC包括15個伺服器機櫃、風扇和蒸發器。
微軟的ITPAC包括15個伺服器機櫃、風扇和蒸發器。

從另一端來看:AHU是能將電腦機架中的熱空器抽出送到外部的風扇單元,而右側則是用於加熱、冷卻的氣動攪拌器和蒸發器。
從另一端來看:AHU是能將電腦機架中的熱空器抽出送到外部的風扇單元,而右側則是用於加熱、冷卻的氣動攪拌器和蒸發器。

編譯: Joy Teng

(參考原文: Microsoft calls for 'cloud' flash, server SoCs,by Rick Merritt)





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