市场趋势回顾：x86进 UNIX退

最近几年，随着云与大数据等新兴IT技术与趋势的不断升温，为数据中心带来了明显的变革。与此同时，传统数据中心里的王者——UNIX服务器销售额不断萎缩，也成为了市场变幻中的一个普遍关注话题，与之相呼应的则是以英特尔为首的x86处理器平台，在新兴IT的推动与自身完善之下，在数据中心里不断推大着自己的领地。根据IDC 12月4日公布的2013年第三季度服务器市场报告，虽然该季度的服务器市场总收入同比下滑3.7%（已经是第三个季度连续下滑）至121亿美元，但是总体的出货量并没有变化，均为230万台，这说明服务器的平均单价在下降。其中，x86服务器在2013年第三季度全球收入 并没有下降，而是增长2.8%达到95亿美元。平均单价较高的UNIX服务器，收入同比减少31.3%至13亿美元，在该季度占服务器季度收入的11.1%。这也是IDC报告UNIX服务器收入有史以来收入最低的一个季度。顺便一提，在2013年前两个季度里，UNIX服务器的收入下滑幅度分别是35.9%（Q1，14亿美元），21%（Q2、18亿美元），截止至2013年第3季度，UNIX服务器市场已经连续萎缩了8个季度。

需要指出的是，在某些IDC季度报告中，UNIX服务器是与IBM大型主机共同算进“非x86服务器”收入中的（至少在报告中会明确指明），但有些报告中就明确说是UNIX服务器，但总体上讲由于大型主机的绝对出货量较少，对于整体的份额影响也并不明显，所以数据仍有参考价值

在UNIX服务器这一细分市场中，IDC给出的2012年总体市场收入为102亿美元，这其中56%来自于IBM，Oracle为19.2%，HP则是18.6%，三家一共占据了UNIX服务器市场的93.8%。IDC预计，UNIX服务器在2017年的销售收入将下降至87亿美元， 而Gartner则预计在2017年时，基于RISC与EPIC处理器的UNIX服务器的市场份额将从2012年的12%下降至9%。不过，即使是今年第四季度的UNIX服务器收入与去年持平（26亿美元），2013年UNIX服务器的总收入也就是71亿美元（目前看来肯定达不到），已经提前符合IDC的预测。由此可见，UNIX服务器的市场下滑幅度已经超出了市场预期，这一点从UNIX服务器市场老大IBM的表现上最为明显。

从2010年第1季度至2013年第3季度，在这15个季度中IBM PowerSystems服务器的销售额同比增长的只有5个季度，且自2012年Q1之后，PowerSystems的销售已经连续6个季度同比下滑，预计Q4也不会恢复增长

分析IBM PowerSystems服务器在最近15个季度的销售额的表现，能明显看出UNIX服务器的下滑幅度。而如果将一些事件的时间点结合起来分析，则能 获得一些有意思的信息：

以上的数据向我们揭示了一个明显的趋势，那就是传统数据中心的王者UNIX服务器正在迅速的衰退，这可以看作是新的市场调整，但目前还看不到何时能阶段性结束（同比增长率至少恢复至平稳水平），但能确定的是，x86服务器正在不断扩大自己的势力范围。而在这一过程中，我认为有多重因素在发挥着作用，一方面x86处理器在以至强E7为代表的高端处理器的带领下，无论是RAS特性（可靠、可用与可维护性）还性能本身都有了长足进步，另一方面，新兴的IT趋势与理念变革，也让市场的消费习惯产生了重大变化，分布式与集群化的IT平台迅速上位，传大系统体系受到了严重影响。但是，传统的RISC服务器+UNIX的组合也因此发生着改变以应对这种新的趋势，最典型的就是PowerLinux的出现。无论是抵御x86的进攻也好，还是适应新的市场需求也罢，这场所攻守之战也将进入新的阶段。对于x86来说，无疑乘胜追击之“关键时刻”，对于传统的RISC服务器来说，则是寻找新增长点的“关键时刻”，在这一背景下，双方的博弈也将更为激烈。下面我们就从产品技术本身与市场环境两个层面来分析一下这个“关键时刻”。首先，我们就要从整体市场环境与IT趋势说起。

环境与趋势：云与互联网带来了决定性的变革

伴随着互联网的不断普及与发展，云计算的理念现在已经深入人心，在这方面，互联网企业的崛起与基于互联应用的普及无疑带来了巨大影响力。无论说它是一种技术也好，还是说是一种服务也好，其基础平台已经较传统的IT有了明显的变化。一个最为明显的区别就在于，与互联网密不可分的云计算，在基础平台上与互联网一样，都是利用了大量低成本的通用化服务器，在此基础上借助于抽象化资源的集中与管理（虚拟化+云平台），实现了更好的资源弹性（可伸缩）、灵活性与可管理性。它带给了用户前所未有的IT体验，并且通过软件抽象层上的操作，实现了更好的可用性保障（虚拟机之间的相互备援）。

很显然，所谓的通用化服务器就是x86服务器，与之相对应，存储、网络也顺势而为，开始了相应的变革，这就是“软件定义”。它一方面将IT基础架构进一步向抽象化发展，另一方面也进一步加强了x86服务器生态环境的纵深，现在你可以认为很多基于x86平台的存储与网络设备就是一种软件定义之后的特殊x86服务器，这就是“软件定义”的魅力与强大的影响力。在这个潮流中，x86平台的潜力得以充分发挥，并且在众多厂商的支持下，解决方案也丰富多彩。相较之下，传统的RISC服务器，基本上是其处理器厂商独享，解决方案也仅局限于企业的关键应用领域，虽然这也正是他们专注的场所，但不要忘了在它们当初发迹时难道也局限于此吗？当然不是，但较为封闭的发展路线，显然无法从通用路线下的x86服务器手中赢得更多的市场，渐渐的，也就只能专注于高端市场。可是，潮流并不止于此。

在云的理念与x86通用标准化的发展过程，企业的IT基础架构也向横向扩展（Scale-Out）体系变革，它与传统的纵向扩展（Scale-Up）系统有着显著的区别，而UNIX服务器就是传统Scale-Out体系的代表。Scale-Out强调了分布式处理的理念，通过更低成本服务器的集群化组合，来完成以前由Scale-Up系统完成的工作，而相关的应用也在开源浪潮的带动下，向分布式环境迁移，这一环环相扣的演进过程，在很大程度上侵蚀了传统UNIX服务器的生存环境。当一种系统的生存更多的源自于老用户的升级需求时，也就意味这一系统的生命力受到了严重制约。在此情况下，虽然Scale-Up在一些场合下仍然有着分布式处理无法匹敌的优势，但生存空间也已经受到了严重压缩，在这种“大势所趋”之下，UNIX服务器出现明显下滑也就是情理之中了。另一方面，云的融合性让越来越多人关注于系统的异构性问题，采用统一的通用化平台成为了越来越多企业的共识，即使现存有UNIX服务器，但这种单一资源池的管理已经成为很多IT主管努力的方向，在这一背景下，x86无疑拥有先天的优势。

IBM PowerLinux可以看作是针对新IT趋势所做出的最新回应，上图为主力机型双插槽PowerLinux 7R2（上）与4插槽PowerLinux 7R4（下）

结合上述的季度数据图来看，2012年正是这种由云与互联网产业变革所引发的横向扩展浪潮起势的时候，传统的UNIX体系架构也明显受到了严重的冲击（这期间最为明显的例子就是阿里集团的去IOE实践），之后的局势也就急转直下。但是，传统的UNIX系统的主导厂商也不会坐以待毙，也正在积极寻求着变革，这其中最为典型的就是UNIX市场的领导者IBM，借助于开源的力量，将PowerSystems与传统的UNIX应用环境解耦，从而进入一个更有活力的生态环境中，来突出PowerSystems本身的优势。毕竟UNIX相对封闭，无法及时有效的应对新的IT趋势与潮流，比如云与大数据、Web应用等领域，UNIX环境无法提供丰富的解决方案应对市场的需求，但是开源的Linux与OpenStack则提供了很好的机会，通过将PowerSystems的硬件平台属性与前两者丰富的应用方案相结合，再配以开放结盟的战略（OpenPOWER联盟），以期创造出一个新的生存环境，在抵御x86进攻的同时，营造自己新的阵地，并寻找反攻的时机。

从总体上讲，IBM的策略是非常有针对性的，PowerLinux让PowerSystems回归到基础平台的本质，而开源与开放战略也相对的，最大限度弥合了其与x86之间在软件生态环境上的差距。而通过与分布式、云化的应用环境和解决方案的结合，让传统的UNIX服务器变得并不那么纯粹，你现在不能将PowerLinux列为UNIX的范畴，但其硬件平台则是原来UNIX系统的根基，这就产生了更多的可能性与竞争的变数（基于此，在下文中我更愿意用RISC服务器来表述）。

总而言之，RISC服务器衰退受到了明显的背景因素影响。完全可以说，新时代的企业IT变革源于互联网，当互联网已经成为企业的经营与人们的日常生活的基本组成之时，互联网的形态也就成为企业IT变革的方向。现在几乎每个企业都在向互联网模式演进（在这一过程中辅以云的支撑与利用），而互联网本身就是以Scale-Out为主，在这种模式越来越被认可的大趋势下，，也就注定了RISC服务器生存空间不断缩小。而与UNIX环境分离，保护自家专有的硬件平台，通过利用开源环境的力量，寻找新的立足点与反击机会，也就成为了传统UNIX厂商的一个重要手段。因此，也将双方的竞争推入到一个新的阶段——x86能否进一步扩大领地，乘胜追击？传统的RISC服务器能否找到新大陆，继续自己的辉煌？——对于双方而言，无疑都是“关键时刻”。而当方面的战略趋于一致时，产品自身的性能与成本因素，又将再次成为一个比拼的重点。

产品对比：至强服务器与PowerSystems交替领先

当前企业典型的IT环境，可以分为三层次：访问接入、企业应用与数据库，这三层的划分从某种角度上讲也就意味着性能与RAS等级。按传统的认知，RISC服务器的重要属性就是关键业务应用平台，主要分布于第二层（应用）与第三层（数据库），而x86服务器则从第一层的访问接入端开始向后两层进发，但是如果进军第二与第三层，基本的性能保障是不可或缺的。

企业当前典型的IT环境，三层的IT架构是基本的组成，但各层的发展与规模则随着IT趋势与理念的变迁而发生着变化，但基本上，它也代表了性能上的等级划分

英特尔至强处理器平台，发展至今已经在性能上与传统的UNIX服务器越走越近，在至强7500与至强E7发布时，我们都对其进行了性能评测方面的点评，并且与UNIX服务器的领导者IBM PowerSystems进行了直接对比，当时双方共同的对手是2010年Q1发布的POWER7，现如今POWER7已经变成了POWER7+，PowerSystems也开始发力于Linux领域。而从上文的分析可知，PowerLinux意在于向下反攻x86市场，希望能进一步扩展PowerSystems的应用范围，因此双方的接火范围不是缩小而是扩大了。现在来分析至强与POWER之间的竞争，已经不能仅仅限于至强E7与传统的PowerSystems，而是要看双方最新的对阵布局。这方面我们分别就2插槽、4插槽、8插槽三种级别的平台进行主要性能的对比，而产品范围则涉及PowerLinux、传统的PowerSystems（采用UNIX操作系统）、至强E7与E5平台。有人会说至强E5并不具备高RAS特性，但我们不要忘了云与分布式架构的出现，已经大大降低了对于硬件本身RAS特性的需求（至少在互联网与云计算领域，很少有人会关注硬件本身的RAS），应用系统的可用性在很大程度上可以通过软件层面的管理与调度来保障，所以仍然有可比性。

当然，高RAS特性在需要大系统环境中仍然重要，这也是为什么英特尔没有停止发展E7的根本原因。比如一些关键性应用仍然需要单机的高可用性，SAP的HANA与E7的搭配即如此，它即需要E7平台的大容量内存，又需要一个高可靠的平台保证业务的连续性。因此，在企业IT环境中，双方在本质上并不冲突，只是适用范围大小的区别，而在本文中我们只给出基准的性能数据，并不涉及应用场景的具体分析。

由于有关E7、E5/E5v2、POWER7/7+处理器的介绍已经有很多，在此我们不再列出具体的参数，而只列出主要的性能对比。需要强调的是，虽然至强处理器在CPU核心数量上多于POWER7+，但由于POWER7+是单核心4线程，而至强处理器是双纯种，所以按线程数量计算，单颗POWER7+的线程数量是E7的1.6倍，是E5v2的1.33倍，这一点在对于CPU综合评估时不容忽视。此外，由于是对比IBM PowerSystems，所以在x86平台的选择上，我们也尽可能以IBM的系统为主，只有在没有相关数据时，或者觉得有必要时，才选择其他厂商的最高性能产品进行比较。

在下文的介绍中，测试数据开源于SPEC与SAP官方网站，最后采集时间是2013年12月9日，谨供参考。

在双插槽系统的浮点测试中，我们能看出新一代的E5 v2处理器表现出众，当然它是2013年的新品，不过已经可以明显看出其实力，而双插槽的E7则不及新POWER7+（老的POWER7浮点性能领先于18%，如今是36%，可以看出POWER7+的进步，当然与更高的主频是分不开的）。

在双插槽整数性能方面，E5 v2再次异军突起，领先POWER7+约50%，而E7与POWER7+的差距也比较小（与老POWER7相比，E7则占优），由于在企业级应用中，主要就是整数运算，因此整数性能也可以看作是其基准的企业级IT应用性能（当然具体的表现要视优化情况而定）。

SPEC Java Business Benchmark 2005是一款用Java编写的多线程测试工具，它的评测是模拟一个企业基于若干个仓库为多个客户提供交易服务的环境，以每秒的操作数（BOPS，Business Operations per Second）来评估性能。在老POWER7与E7的对比中，E7占优，但换成POWER7+之后，我们可以看到POWER7+实现了反超，但是E5v2仍然保持领先，显示出强劲的实力。

在SAP-SD 2-Tier的测试中，POWER7+与AIX操作系统的组合显示出明显的优势，战胜了所有对手，不过E5v2战胜了采用SLES操作系统的PowerLinux 7R2，双插槽的E7则位于最后，但当初它与POWER7几乎平起平坐，而POWER7+则拉开了距离。

在4插槽的浮点测试中，POWER7+平台取得了上风，PowerLinux 7R4更是超过了基于AIX系统的p460，但需要指出的是，这里E5平台换成了基于第一代核心的E5-4600，而不是v2核心，所以核心数量为32，但可喜的是它仍然强于E7平台，显示出E7之后至强处理器核心的巨大进步。

在整数性能测试中，4插槽的7R4再次获得第一，看来基于Linux的优化已经很不错了，而E5-4600的表现也很不错，领先E7接近10%的水平，体现出了不俗的实力。而在POWER7时代，4插槽的E7领先于前者，现在则被POWER7+逆转。

在Java性能测试中，POWER7+系统仍然保持着优势，其中PowerLinux 7R4领先于AIX系统，而E5-4600则继续保持着对E7的优势，不过在POWER7时代，E7则领先于前者。

由于没有4插槽32核心的POWER7+系统参加测试，所以在这一级别的SAP测试中，我们用一台4插槽24核心的p270的成绩来考查POWER7+的水平，虽然落后于两个至强平台，不过可以看出在这一传统企业级应用中POWER7的实力仍然不可小看，所以如果POWER7+平台也是32核心的话，性能肯定会更高。而E7也终于战胜了E5-4600，究其原因，我认为SAP的测试对于系统的内部总线的互联带宽有更高的要求，而这方面非点对点设计的E5-4600则存在短板，不过落后E7的幅度并不大。

在8插槽性能测试中，由于IBM并没有提供满配的8×8（8颗8核心的处理器）的POWER7+系统，所以我用原来的POWER7系统来替代，在x86方面，我们选择了性能最高的惠普DL980 G7。可以看出在浮点与整数性能方面与POWER7+产生了较大的差距，这一方面源于POWER7+本身的领先，也在于平台本身内部的互联设计所带来的带宽与效率限制，这属于平台级的差距，当插槽数量越大，这种差距也会更明显（从前面的双插槽与4插槽的性能对比中就能体现），也可以说是老牌UNIX系统相较x86平台的一个主要优势。

在Java测试中，DL980 G7以微弱的优势战胜了POWER780，不过以大多数8插槽E7的性能来说，还是不如POWER7，就此可以想像，如果是POWER7+的话，E7目前肯定没有获胜的可能。在SAP测试中，POWER7没有给E7什么机会，当换成POWER7+之后，相信差距也会更大。

上述测试中，我们可以看到相对于2011年Q2发布的E7，2012年Q4发布的POWER7+实现了全面反超，但是却受到了来自2013年的E5v2平台的强力挑战，即使是2012年E5-4600在4插槽平台的表现上也引人瞩目。这可以看出双方交替领先的发展格局——E7取得了对POWER7的局部领先——POWER7+全面超越E7——E5 v2则以大幅度领先双插槽POWER7+平台的表现，为我们展示出未来新一代E7的可能实力。

而在价格方面，根据IBM官方的配置，64GB内存双插槽POWER7+ 4.2GHz的PowerLinux 7R2价格为2.1万美元，而IBM System x3650M4配双插槽E5-2697 v2+64GB（DDR3-1866）内存的网上价格约1.1万美元，256GB版本约1.5万美元。所以就初始成本来说，PowerLinux还需要进一步努力。此外，在可扩展性方面，传统的PowerSystems虽然在CPU扩展方面保持领先，但其与PowerLinux一样，在内存可扩展性方面，一直落后于至强平台。PowerLinux 7R2（以及双插槽的传统PowerSystems）最高可扩展到512GB内存，E5-2600 v2则是768GB，7R4（以及4插槽的传统PowerSystems）最高1TB，E5-4600则是1.5TB，而E7目前可达到4插槽2TB的能力。

因此综合而言，不可否认的是，在Scale-Up传统优势领域，x86与传统的PowerSystems系统相比仍有差距，但凭借着多路出击，其与PowerSystems之间的差距越来越小。而当这种差距缩小到一定程度时，结合成本与总体IT环境变革的考量，对于用户来说，也就将影响到最终的采购决策。

展望2014年：新IT时代对决的关键时刻

通过对比测试，我们发现传统的UNIX服务器厂商仍然在Scale-Up体系架构下保持着自己的领先地位，长期的技术积累并非纸上谈兵。当插槽数量越多，其内部技术架构的领先性也就越来越明显，并且可以预见，在未来相当长的一段时期内，这个优势仍会保持。

可是，问题在于随着时间的推移，需要大系统的关键应用场景是在增多还是减少呢？我认为是后者。结合HPC（高性能计算）的发展历程，我们就能看到，虽然OpenMP单机应用仍然是一个重要的组成部分，但分布式的集群应用已经取代大系统成为了绝对主流。同样，伴随着应用环境的变迁，新生代的企业关键应用也有逐渐向云环境转移，包括最为关键的数据库应用，而这一环境的主流就是分布式的。我相信大系统仍然会在这一环境中存在，但Scale-Up的级别将会逐渐降低。因此，这种整体架构上的迁移所带来的影响力要明显大于单一产品上的性能优劣对比，只要相差不太多，架构上的潮流趋势要比单一产品是否先进更有影响力，而主导这一环境变化的x86平台在这一过程中就占据了先机。这一点，从上文PowerSystems的销售额增长曲线中就可以看出来，虽然基于POWER7+的PowerSystems的平均性能较高，并且还推出了PowerLinux，但并没有阻止下滑的趋势。

其实，从PowerLinux服务器顶配只有4插槽这一作法上，也可以看出来IBM可能也认为至少对于新用户来说，对4插槽以上的系统需求正在大幅降低，8插槽以上系统更多的是留给系统升级用户准备的。另一方面，传统的UNIX大厂惠普，也正积极的准备向x86平台迁移，其Integrity与NonStop服务器均已明确了这一发展路径，这一方面表明了x86自身的成熟，也代表了更为全局层面上的IT环境的演变。

归纳起来，我们能发现x86是从企业IT外围向企业IT核心区域渗透，在这一过程中伴随着IT环境本身的变革与自身生态环境的扩展，从而让至强可以从两个层面入手，在自下而上进逼PowerSystems领地同时，也能有效阻碍后者由上自下的反攻：

1、新IT环境所带来的用户理念与习惯上的改变，引发了整体IT架构的革新，让企业关键应用更多的可以向低成本、分布式环境迁移，从而使得物美价廉的E5平台可以进一步登堂入室，承担起越来越多的重任，但是传统UNIX系统想要下探这一市场则要面临更多的阻碍。这其中，性能、成本与用户的习惯性认知是关键性因素。以POWER为例，上述的性能对比表明POWER7+相对于E5v2，并不占优，即使是对4路E5也没有非常明显的优势，而在价格方面则对传统x86用户在认知与习惯方面带来了全新的挑战，克服这一点并不容易，它需要长期的市场教育。这也可以解释为什么PowerLinux推出后仍然效果不佳，并没有扭转PowerSystems销售持续下滑的颓势。

2、处理器自身的改良与进步不断提高着E7传统大系统平台的能力，进而向上不断挑战传统RISC的势力，同时也在留住x86用户不向RISC服务器迁移方面增添了保障。这方面同样也源于x86传统用户的认知，其转向RISC服务器的难度要比RISC用户转向x86的难度大得多，因为所有的RISC用户肯定都有x86服务器，但只有少部分x86用户拥有RISC（因为在企业刚起步时，均会由x86服务器开始），前者采用E7并没有难度，后者改用RISC则有更高的门槛。这也是为什么RISC服务器想要往下渗透难度很大，而RISC老用户却越来越多成为E7新客户的原因。

最后再结合起全局的IT环境的潮流——云，构建起统一平台的IT环境，肯定是企业IT主管的首选，当然通过云来融合x86与RISC平台，在技术上没有问题，不过单一的资源池与多个且不能共享的资源池哪个吸引力更大，不言自明，而就现有的，在云领域的影响力来讲，显然有利于x86进一步取得统一。

展望未来，在2014年我们将会迎来新一代的E7 v2（代号IvyBridge－EX，核心架构与E5 v2相同）与POWER8处理器，两者均较前辈有了明显的进步。前者最高拥有15个核心（30线程），后者是12个核心（96线程），均是上一代产品的1.5倍，而两者生产工艺都是22nm，在8插槽配置下内存容量，E7 v2可达12TB，POWER8则是8TB。双方都宣称会较上一代产品有明显的性能进步。这其中，POWER8将是OpenPOWER联盟的授权对象，这意味着基于POWER8核心的第三方解决方案将会出现，比如Google就有可能会发布基于POWER8平台的互联网应用解决方案，Tyan可能会推出定制化的POWER8系统，当然基于POWER8的PowerLinux肯定也少不了。

毫无疑问，POWER8将是IBM重振RISC服务器辉煌的决心体现，以它为核心将展开多方位的反击。而另一方面，英特尔至强平台在数据中心里的控制力也将不断加强。2014年，基于至强平台的“软件定义”解决方案将进一步成熟，涉及服务器、存储与网络三大领域，它所托起的庞大x86生态帝国，不仅在改变着IT环境，也在改变着用户的思维与习惯，在这一背景下，E7 v2仅仅是这一坚固链条中的一环——x86并不依靠单一产品来决胜负，而在于环境的游戏规则在掌握，这一点才是最关键的。

单一平台的竞争最多是一时的输赢，而标准与潮流的形成才是永久基业的根本——这是每个领袖级厂商共同的追求，因此x86与RISC，围绕着企业关键业务平台，乃至企业IT环境基础平台的竞争之关键时刻也必将到来——是x86乘胜追击，扩大战果，还是RISC反攻得手？我相信，无论结果如何，后者都将要付出更大的努力，接受更多的挑战！