虛擬化被認為是推動互聯網和後端商務計算的服務器必備的下一個熱門特性。服務器制造商希望最終將該虛擬化技術與芯片中的眾多其它技術相融合，實現網絡、存儲和集群功能的合並。

實現這樣的目標可能還需要一年以上的時間。部分原因是性能要求列表持續增長，從而迫使雖然很有潛力但目前市場很小的器件必須重新流片，有時則需要巨大的軟件開發工作量。

Neterion公司是眾多想要率先提供這些以太網先進特性的公司之一。該公司面臨來自Mellanox科技公司的有力競爭，後者正在為用於40Gbps Infiniband交換機和適配器芯片的軟件做最終的測試和編寫。該公司可以處理以太網和光纖通道的版本有望在今年下半年交貨。

Neterion公司的X3100系列芯片提供多個並行雙向通道，可以讓16個獨立的任務同時使用單個10Gbit以太網鏈路。它能實現PCI特別興趣小組開發的單根I/O虛擬化(SR-IOV)標準以及虛擬化專業公司Vmware在最新軟件中使用的專有技術。

F1: 虛擬化比例正在上升。服務器將承載更豐富的虛擬工作來提高系統使用率。

“X3100在成本和性能方面有所突破，因為虛擬化有個小秘密，即當你在服務器上開始安裝應用程序時，你就能夠充分發揮服務器的功能。”Neterion首席執行官Dave Zabrowski表示。

Neterion公司介紹，這款芯片可以在兩個10G鏈路上提供16Gbps的吞吐量，即使虛擬化負載很重也沒問題，而一些競爭性芯片隻能提供2到4Gbps。X3100器件平均功耗為12W，並且針對使用4個四核處理器的服務器進行了專門優化。該器件將在今年4月投產，但價格尚未公布。

Neterion公司是第一家支持NetQueue技術的芯片制造商。該技術於去年12月份發布，主要用於VMware公司的ESX version 3.5。該芯片的接口還從PCI-X升級到了PCI Express的2.5GHz版本，後者將被廣泛用於下一代服務器。

Neterion公司的虛擬化水平已經非常先進，部分原因在於它與IBM和惠普公司在專有Unix系統方面的長期合作。“他們在虛擬化領域走在世界前列，並可能使其技術成為事實標準。”Linley Group公司分析師Bob Wheeler表示。

VMware軟件是10G以太網部署的最早推動力，Wheeler表示，因為它的隊列技術可以幫助10Gbit器件在運行虛擬化軟件時達到OEM和最終用戶想要的全速吞吐量，從而充分發揮服務器的最佳性能。

“虛擬化技術有望推動10G以太網的普及，但直到現在，相關產品還無法提供足夠高的性能。”Wheeler指出。“有了ESX 3.5軟件後，現在這種技術對高端服務器很有吸引力。”他補充道。

虛擬化軟件設計師表示將支持新的PCI硬件標準，但從某些方面看這是一種倒退。“硬件供應商以為這是萬能藥，可惜不是。”Xen Source公司創辦人Simon Crosby表示。Xen Source公司原是一家開放源碼虛擬化軟件提供商，現在是Citrix系統公司旗下的一家分公司，Crosby是該集團首席技術專家。

“PCI SR-IOV規范打破了必須要有獨立於硬件運行的客戶軟件的模式，使得軟件需要重新考慮對硬件的依賴性。”Crosby表示，“一般而言，當你真正用虛擬化技術改造系統時，會看到工作量有顯著改善。”

但開發人員仍然擔心作為樣品的硬件和Beta代碼的可靠性，Crosby指出。“明年才可能實現硬件的批量生產，這對最終用戶意味著什麼還不是很確定。”他表示。

麻煩的是芯片制造商實現PCI規范的方法非常特殊，迫使軟件要遵從芯片軟件驅動程序中的特殊性。當芯片中的某個虛擬部分發生故障時，就會出現很多問題，這時必須轉移到另外一個性能集稍有不同的芯片的某個部分。

F2: Neterion在10G以太網領域表現出色。

將難題分解

虛擬化隻是設計師想集成進以太網先進網絡性能列表中的一個最新項，他們希望借此為服務器、交換機和存儲陣列建立統一的數據中心。

與Neterion一樣，新創企業NetXen和ServerEngines正在開發支持最新PCI Express鏈路和虛擬化標準的10G芯片。每個器件都有自己的多樣化特性，可以及時在產業驅動技術過程獲得初步印象。

“至今為止，還沒有人能夠將整個‘拼圖’拼好。”分析師Wheeler表示。

例如，目前還沒有芯片可以完全支持虛擬化和TCP卸載引擎(TOE)，而它們可以用來減少主機CPU的開銷，Wheeler指出。隨著今年大量芯片接近這個目標，該行業將要求支持另一個新興的標準，以便在以太網上運行光纖通道存儲業務。

“我不知道是否我們應該讓一個芯片承載所有的東西，但為了充實這個聚合架構概念，你需要盡可能地獲得更多功能，在這方面我們才剛起步。”惠普公司PC服務器部門互連專家Michael Krause表示，“以極具成本和功率效益的方式實現全能芯片還要更長的時間。”

目前，所有種類的10G以太網產品都相對昂貴且發展緩慢，因此據Linley Group公司估計去年這種產品的銷量隻有5萬台，這對年銷量超過100萬台的服務器市場來說隻佔了很小的一部分。

今年4月份，ServerEngines公司在去年7月份發布的新版10G以太網芯片有望出樣。該器件將從2.5-5GHz PCI Express鏈路起步，支持SR-IOV規范。

後續的PCI Express標準被稱為多根IOV(multiroot IOV)，將在今年4月份正式完成。該規范允許來自一個以上服務器的任務共享I/O資源。

ServerEngines公司雙端口芯片的總吞吐量將從13Gbps左右提升到全速接近20Gbps，這要歸功於5GHz的PCI Express鏈路。“如果沒有PCI Express，人們將束手無策。”這家新創企業的業務開發副總裁Kim Brown表示。

ServerEngines公司為VMWare ESX 3.5軟件開發的驅動程序正在認証中。雖然目前為了處理虛擬化，130nm芯片可以支持32個獨立的受保護域，但是下一代90nm產品將增加到64個域。

而NetXen公司有望今年秋季推出支持5GHz Express的芯片。屆時Intel公司也將發布首款支持該鏈路的服務器芯片組，該芯片組將成為45nm Nehalem系列處理器中的一員。

在最新的VMware軟件下，每個10G端口的單向吞吐量可以達到約9Gbps，雖然CPU使用率可能有所上升。如果支持年底推出的SR-IOV標準，主處理器消耗功率也會減輕，NetXen公司總裁David Pulling表示。

軟件領域挑戰

NetXen公司在其芯片中的4個專有處理器內核上用固件實現了許多新的功能。“有大量的驗証工作要做。”Pulling指出，“我們正在1,000台服務器上進行驗証，其中有兩個OEM服務器支持多達68個Linux變量，每台服務器都有自己的測試矩陣。”

這個情形與Server-Engines公司十分相似，該公司的一款芯片用到了1個ARM芯片和8個Tensilica芯片。公司的首個芯片在2006年3月就完成了，但最終軟件直到近期才完成。

“花這麼長的時間是因為固件和軟件的工作量巨大。”Brown表示。10Gbit以太網不像千兆以太網，後者隻是組網，而前者卻涉及到TOE、iSCSI和虛擬化。”

ServerEngines和NetXen公司使用的通用處理器有助於他們靈活應對變化要求。但與基於狀態機的專用硬件(如Neterion芯片)相比，這些處理器要消耗更大的功率，性能也較低。

存儲流量

在存儲業務前端，ServerEngines和NetXen現在支持在以太網上運行SCSI存儲流量的iSCSI標準。ServerEngines去年初次推出數據速率高達8Gbps的協議性iSCSI時就受到了業界的好評。

iSCSI標準正在迅速得到普及，特別是在一些小型公司中。然而，多數大公司還是使用專門的光纖通道網絡來實現存儲。

“iSCSI存儲容量非常大，而且還在不斷增長，但其主要用在低端領域，並且一般是美國之外的地區在用，美國主要使用光纖通道。”惠普公司的Krause表示。

業界去年就啟動了在以太網上運行光纖通道(FCoE)的標準工作，以期將所有數據中心業務匯聚到以太網上。這項工作進展迅速，T11標準小組最近發表了裡程碑聲明：完成了規范的尋址部分。基於FCoE的最終標準和初始芯片產品最早有望於今年底推出。

像NetXen和ServerEngines等公司將會再次修改他們的軟件來支持FCoE。該標準可能要求重新設計硬件以優化芯片對全部性能的支持。

據Zabrowski透露，Neterion公司正在投資iSCSI技術，但目前還不提供產品支持。FCoE更是遙遠的事，仍需要操作系統和應用程序提供更好的支持，他表示。

“今年是開發統一架構的一年，也是真正推廣虛擬化的一年。”Zabrowski指出。

對一些想要將所有流量匯聚到以太網上的用戶來說，集群功能是另外一種要求。它通常要求支持TOE和遠程直接存儲器訪問(RDMA)標準，以提供低延時性能。目前，芯片制造商都在不同程度上支持TOE和RDMA。

Zabrowski在這方面也堅持認為軟件還沒有準備好。“Linux社團已經拒絕了TOE，”他透漏，“虛擬化軟件也不提供支持，而自己編寫代碼的芯片制造商則正在在採用‘不可持續的模型’。”

就其自身而言，Neterion公司支持所謂的大資源卸載功能。這是TOE的一個子集，據該公司稱可提供TOE的大部分優點。

作者: 麥利