虚拟化被认为是推动互联网和后端商务计算的服务器必备的下一个热门特性。服务器制造商希望最终将该虚拟化技术与芯片中的众多其它技术相融合，实现网络、存储和集群功能的合并。

实现这样的目标可能还需要一年以上的时间。部分原因是性能要求列表持续增长，从而迫使虽然很有潜力但目前市场很小的器件必须重新流片，有时则需要巨大的软件开发工作量。

Neterion公司是众多想要率先提供这些以太网先进特性的公司之一。该公司面临来自Mellanox科技公司的有力竞争，后者正在为用于40Gbps Infiniband交换机和适配器芯片的软件做最终的测试和编写。该公司可以处理以太网和光纤通道的版本有望在今年下半年交货。

Neterion公司的X3100系列芯片提供多个并行双向通道，可以让16个独立的任务同时使用单个10Gbit以太网链路。它能实现PCI特别兴趣小组开发的单根I/O虚拟化(SR-IOV)标准以及虚拟化专业公司Vmware在最新软件中使用的专有技术。

F1: 虚拟化比例正在上升。服务器将承载更丰富的虚拟工作来提高系统使用率。

“X3100在成本和性能方面有所突破，因为虚拟化有个小秘密，即当你在服务器上开始安装应用程序时，你就能够充分发挥服务器的功能。”Neterion首席执行官Dave Zabrowski表示。

Neterion公司介绍，这款芯片可以在两个10G链路上提供16Gbps的吞吐量，即使虚拟化负载很重也没问题，而一些竞争性芯片只能提供2到4Gbps。X3100器件平均功耗为12W，并且针对使用4个四核处理器的服务器进行了专门优化。该器件将在今年4月投产，但价格尚未公布。

Neterion公司是第一家支持NetQueue技术的芯片制造商。该技术于去年12月份发布，主要用于VMware公司的ESX version 3.5。该芯片的接口还从PCI-X升级到了PCI Express的2.5GHz版本，后者将被广泛用于下一代服务器。

Neterion公司的虚拟化水平已经非常先进，部分原因在于它与IBM和惠普公司在专有Unix系统方面的长期合作。“他们在虚拟化领域走在世界前列，并可能使其技术成为事实标准。”Linley Group公司分析师Bob Wheeler表示。

VMware软件是10G以太网部署的最早推动力，Wheeler表示，因为它的队列技术可以帮助10Gbit器件在运行虚拟化软件时达到OEM和最终用户想要的全速吞吐量，从而充分发挥服务器的最佳性能。

“虚拟化技术有望推动10G以太网的普及，但直到现在，相关产品还无法提供足够高的性能。”Wheeler指出。“有了ESX 3.5软件后，现在这种技术对高端服务器很有吸引力。”他补充道。

虚拟化软件设计师表示将支持新的PCI硬件标准，但从某些方面看这是一种倒退。“硬件供应商以为这是万能药，可惜不是。”Xen Source公司创办人Simon Crosby表示。Xen Source公司原是一家开放源码虚拟化软件提供商，现在是Citrix系统公司旗下的一家分公司，Crosby是该集团首席技术专家。

“PCI SR-IOV规范打破了必须要有独立于硬件运行的客户软件的模式，使得软件需要重新考虑对硬件的依赖性。”Crosby表示，“一般而言，当你真正用虚拟化技术改造系统时，会看到工作量有显著改善。”

但开发人员仍然担心作为样品的硬件和Beta代码的可靠性，Crosby指出。“明年才可能实现硬件的批量生产，这对最终用户意味着什么还不是很确定。”他表示。

麻烦的是芯片制造商实现PCI规范的方法非常特殊，迫使软件要遵从芯片软件驱动程序中的特殊性。当芯片中的某个虚拟部分发生故障时，就会出现很多问题，这时必须转移到另外一个性能集稍有不同的芯片的某个部分。

F2: Neterion在10G以太网领域表现出色。

将难题分解

虚拟化只是设计师想集成进以太网先进网络性能列表中的一个最新项，他们希望借此为服务器、交换机和存储阵列建立统一的数据中心。

与Neterion一样，新创企业NetXen和ServerEngines正在开发支持最新PCI Express链路和虚拟化标准的10G芯片。每个器件都有自己的多样化特性，可以及时在产业驱动技术过程获得初步印象。

“至今为止，还没有人能够将整个‘拼图’拼好。”分析师Wheeler表示。

例如，目前还没有芯片可以完全支持虚拟化和TCP卸载引擎(TOE)，而它们可以用来减少主机CPU的开销，Wheeler指出。随着今年大量芯片接近这个目标，该行业将要求支持另一个新兴的标准，以便在以太网上运行光纤通道存储业务。

“我不知道是否我们应该让一个芯片承载所有的东西，但为了充实这个聚合架构概念，你需要尽可能地获得更多功能，在这方面我们才刚起步。”惠普公司PC服务器部门互连专家Michael Krause表示，“以极具成本和功率效益的方式实现全能芯片还要更长的时间。”

目前，所有种类的10G以太网产品都相对昂贵且发展缓慢，因此据Linley Group公司估计去年这种产品的销量只有5万台，这对年销量超过100万台的服务器市场来说只占了很小的一部分。

今年4月份，ServerEngines公司在去年7月份发布的新版10G以太网芯片有望出样。该器件将从2.5-5GHz PCI Express链路起步，支持SR-IOV规范。

后续的PCI Express标准被称为多根IOV(multiroot IOV)，将在今年4月份正式完成。该规范允许来自一个以上服务器的任务共享I/O资源。

ServerEngines公司双端口芯片的总吞吐量将从13Gbps左右提升到全速接近20Gbps，这要归功于5GHz的PCI Express链路。“如果没有PCI Express，人们将束手无策。”这家新创企业的业务开发副总裁Kim Brown表示。

ServerEngines公司为VMWare ESX 3.5软件开发的驱动程序正在认证中。虽然目前为了处理虚拟化，130nm芯片可以支持32个独立的受保护域，但是下一代90nm产品将增加到64个域。

而NetXen公司有望今年秋季推出支持5GHz Express的芯片。届时Intel公司也将发布首款支持该链路的服务器芯片组，该芯片组将成为45nm Nehalem系列处理器中的一员。

在最新的VMware软件下，每个10G端口的单向吞吐量可以达到约9Gbps，虽然CPU使用率可能有所上升。如果支持年底推出的SR-IOV标准，主处理器消耗功率也会减轻，NetXen公司总裁David Pulling表示。

软件领域挑战

NetXen公司在其芯片中的4个专有处理器内核上用固件实现了许多新的功能。“有大量的验证工作要做。”Pulling指出，“我们正在1,000台服务器上进行验证，其中有两个OEM服务器支持多达68个Linux变量，每台服务器都有自己的测试矩阵。”

这个情形与Server-Engines公司十分相似，该公司的一款芯片用到了1个ARM芯片和8个Tensilica芯片。公司的首个芯片在2006年3月就完成了，但最终软件直到近期才完成。

“花这么长的时间是因为固件和软件的工作量巨大。”Brown表示。10Gbit以太网不像千兆以太网，后者只是组网，而前者却涉及到TOE、iSCSI和虚拟化。”

ServerEngines和NetXen公司使用的通用处理器有助于他们灵活应对变化要求。但与基于状态机的专用硬件(如Neterion芯片)相比，这些处理器要消耗更大的功率，性能也较低。

存储流量

在存储业务前端，ServerEngines和NetXen现在支持在以太网上运行SCSI存储流量的iSCSI标准。ServerEngines去年初次推出数据速率高达8Gbps的协议性iSCSI时就受到了业界的好评。

iSCSI标准正在迅速得到普及，特别是在一些小型公司中。然而，多数大公司还是使用专门的光纤通道网络来实现存储。

“iSCSI存储容量非常大，而且还在不断增长，但其主要用在低端领域，并且一般是美国之外的地区在用，美国主要使用光纤通道。”惠普公司的Krause表示。

业界去年就启动了在以太网上运行光纤通道(FCoE)的标准工作，以期将所有数据中心业务汇聚到以太网上。这项工作进展迅速，T11标准小组最近发表了里程碑声明：完成了规范的寻址部分。基于FCoE的最终标准和初始芯片产品最早有望于今年底推出。

像NetXen和ServerEngines等公司将会再次修改他们的软件来支持FCoE。该标准可能要求重新设计硬件以优化芯片对全部性能的支持。

据Zabrowski透露，Neterion公司正在投资iSCSI技术，但目前还不提供产品支持。FCoE更是遥远的事，仍需要操作系统和应用程序提供更好的支持，他表示。

“今年是开发统一架构的一年，也是真正推广虚拟化的一年。”Zabrowski指出。

对一些想要将所有流量汇聚到以太网上的用户来说，集群功能是另外一种要求。它通常要求支持TOE和远程直接存储器访问(RDMA)标准，以提供低延时性能。目前，芯片制造商都在不同程度上支持TOE和RDMA。

Zabrowski在这方面也坚持认为软件还没有准备好。“Linux社团已经拒绝了TOE，”他透漏，“虚拟化软件也不提供支持，而自己编写代码的芯片制造商则正在在采用‘不可持续的模型’。”

就其自身而言，Neterion公司支持所谓的大资源卸载功能。这是TOE的一个子集，据该公司称可提供TOE的大部分优点。

作者: 麦利