探秘K1 Power：如何打造一台坚若磐石的高性能小型

　　【IT168 评论】熟悉服务器领域的朋友，必然对浪潮K1小型机或多或少有所了解。在当年关键业务主机市场寡头垄断的格局下，浪潮400多位工程师耗费4年时间，于2010年成功研制出了K1小型机，为市场注入一股新的血液。使得中国成为除美国、日本之外全球第三个具备关键应用主机研制能力的国家，浪潮也成为全球第五家具备关键应用主机研制能力的企业。

　　经过多年的发展，K1小型机获得了市场的广泛接纳与认可，受到来自金融、交通、政务、能源、医疗等众多关键行业客户的青睐。与此同时，K1家族产品也不断升级迭代，持续以强劲性能与灵活可靠的特性，支撑其客户关键业务应用的高效平稳运行。

　　而随着2018年浪潮与IBM的合资公司——浪潮商用机器的成立，K1的发展路线图中更是出现了Power的身影。于是，国产关键业务主机的先行者K1，进入了一个新的发展阶段。浪潮K1小型机领先的核心技术与系统设计理念，再加上Power处理器强大的性能表现，浪潮商用机器K1 Power系列服务器由此诞生。

浪潮商用机器有限公司副总经理黄家明

　　据浪潮商用机器有限公司副总经理黄家明介绍，浪潮商用机器分别在北京、济南两地建立了Power系统研发实验室，都配备了专业的电子设计自动化工具(EDA)。K1 Power研发团队目前有上百位核心人员，均来自于浪潮K1小型机研发团队，拥有10年以上高端服务器设计经验，是目前国内高端服务器研发领域最优秀的团队，具备从系统原理到主板PCB设计的全流程设计能力。此外，实验室还配备了顶级硬件研发测试平台，以快速诊断问题，保障产品的高可靠性。

　　那么，K1 Power服务器究竟是怎样炼成的?其卓越的性能与可靠性背后是哪些关键技术在做支撑?在有幸参加了浪潮商用机器“探秘K1 Power研发之旅”活动之后，笔者终于对此有了一个大体的了解，下面就一一为大家揭秘。

　　高速内核——POWER9带来卓越的性能表现

　　服务器的性能表现自然取决于CPU。与X86处理器相比，最新的POWER9处理器具有显著的性能优势，可以说就是为应对数据密集型工作负载、满足严苛的高性能计算需求而生。

　　上图是Power 9与X86处理器的横向对比，我们可以看到，从主频到带宽，POWER9均能够提供两倍以上的性能提升。与绝大多数X86处理器不同，POWER9支持最新的PCIe 4.0以及NVLink2.0协议，以此带来极大的内存与I/O带宽优势，加速CPU与GPU间的通信，满足更高的应用负载运行要求。

　　像K1 Power这样的中高端服务器，通常用于承载组织的核心数据库应用，因此在判断其性能优劣时，对数据库负载的支持是一个很好的依据。据浪潮商用机器有限公司产品研发部副总经理尹宏伟介绍，在实际测试中，K1 Power服务器对于EDB、DB2和Oracle、SAP等商业数据库以及MySQL等开源数据库，都能带来相对X86服务器两倍以上的性能提升。

　　此外还有非常值得一提的一点，是K1 Power对计算资源的高利用率。由于K1 Power服务器具备强大的性能，因此可以在单台服务器中以分区的形式满足更多应用负载——作为对比，x86服务器往往是一台服务器运行一个应用，通过部署更多服务器来运行更多应用。因此在实际运行时，K1 Power服务器的整机硬件负载效率更高，资源利用率更高。

　　极致可靠——全栈可靠性设计理念，保障业务持续运行

　　对于K1 Power服务器而言，在提供优越性能的前提下，保证整个系统的高度可靠是一个同样重要的课题。K1 Power服务器系统的可靠性设计遵循高RAS(可靠性Reliability、可用性Availability、可服务性Serviceability)特性理念，此外还加入了独立的服务处理器FSP，全方位侦测潜在故障，帮助及时修复，确保系统持续平稳运行。

　　K1 Power系统全堆栈可靠性设计包括：冗余、捕获、重试、隔离、修复。针对每一个环节，都通过领先的技术保证有效性，从而在整体上提供高达99.9994%的可靠性。

　　·冗余。K1 Power服务器通过冗余设计保证系统持续运行：1、在硬件上，包括DRAM内存芯片、CPU与内存/CPU与CPU之间的链路等都是冗余的;2、每个系统控制单元中有两个冗余的时钟卡，当任意一个时钟卡出现故障，另一组时钟可以无缝切换;3、电源时序控制信号如Enable，Power good等做冗余设计，能实现更加可靠的电源开关控制;4、电源稳压模块(VRM)实现N+2冗余设计，以减少单点故障率;5、K1 Power系统关键部件如电源、 SMP线缆、时钟、FSP模块、I/O控制器等全部冗余设计。