全球科技巨頭助拳 OpenPOWER能否力挽狂瀾

自2013年IBM在聯合Google、NVIDIA、TYAN、Mellanox成立了OpenPower聯盟，並成立OpenPower基金會之後，IBM著力推進OpenPower事業，特別是與中國的聯盟夥伴共同在晶片設計、系統設計與開源軟體三個層面推動Power生態環境的發展與壯大。

6月22日，IBM舉辦主題為「汲取開放力量綻放創新價值」的2016中國OpenPower高峰論壇，與中國的合作夥伴一起，共同向客戶展現了基於Power開放平台構築的開放生態系統，及其所帶來的豐富行業解決方案和廣闊的市場前景。

Power的興衰榮辱

IBM對Power的解釋是取Performance(性能)、Optimization(優化)、Wisdom(智能)、Efficiency(高效)和Reliability(可靠)五個單詞的首字母縮寫。

正如Power這個名稱，自其誕生之日起，Power架構處理器的性能一以貫之的出類拔萃。

Power誕生於1990年，並斬獲過多項世界第一——全球第一個雙核CPU，全球第一款刀片伺服器CPU，第一個戰勝西洋棋冠軍加里·卡斯帕羅夫的電腦深藍所採用的CPU，第一個量產主頻超過5G的CPU，第一個高超線程的CPU，以及第一個5000針的CPU，第一個封測成本比矽片成本還高的CPU，第一個單晶片量產價格突破10萬美元的CPU......其應用範圍曾經涵蓋過小型、中型、大型主機，從高端到低端的工作站都可以看見Power的身影。

此外，Power還曾占據伺服器市場三分之二的市場份額。

而IBM也憑藉Power鞏固了自己科技巨人的地位，不僅在CPU研發上有著亂序執行的基礎框架、寄存器重命名等一些列先驅性貢獻，在科研上曾經一度成果斐然——在2001年，IBM獲得美國專利和商標局授權專利數量高達3411項，比HP、Intel、Sun、Microsoft、Compaq、Dell、Apple、EMC、Oracle、EDS、Accenture和AOL在內的12家最大的美國IT業公司加在一起還要多。

但就在IBM和Power晶片光芒四射，性能蓋過Intel和X86晶片的同時，Intel卻利用與微軟結成聯盟，並充分借力戴爾、康柏等整機廠，以Wintel聯盟的方式在PC市場大殺四方，加上IBM太過於任性，更傾向於服務土豪用戶，沒能細分和精耕市場，對市場和研發的綜合掌握能力都不及Wintel，使Power空有一身高性能卻難以抵擋Wintel聯盟的侵蝕——從PC到工作站、伺服器Power、Sparc等架構CPU的市場份額逐步被X86架構CPU蠶食。

與此同時，由於軟體廠商若要兼容多種架構CPU的成本越來越高，造成軟體廠商開始逐步放棄兼容一些架構的CPU——Power、Mips、Sparc、Alhpa等架構CPU先後被軟體廠商拋棄，而原本性能最弱的X86晶片則依靠Wintel聯盟和軟體生態的優勢笑到了最後。

即便是曾經占據三分之二市場份額的伺服器領域，低端伺服器已然被Intel的X86晶片侵占，Power唯有在對可靠性、穩定性要求非常高，在決策上也非常保守的使用場景下，比如銀行所採用的高端伺服器市場尋找存在感。

什麼是OpenPower

正是昔日曾經輝煌的Power有著日漸被邊緣化的趨勢，如果IBM依然完全獨占Power，其他IT公司根本不會基於Power構建基礎軟硬體。

因此，IBM選擇了聯合Google、NVIDIA、TYAN、Mellanox成立了OpenPower聯盟和OpenPower基金會試圖力挽狂瀾，旨在通過開放合作的模式，將IBM的Power硬體資產與軟體堆棧，以及第三方聯盟夥伴的軟體堆棧深度結合，在晶片設計、系統設計與開源軟體三個層面推動Power生態環境的發展與壯大。

由於大數據、雲計算的時代即將到來，伺服器市場將迎來一次大大的利好，谷歌、Facebook、亞馬遜等公司顯然不願意在伺服器CPU上完全受制於Intel的X86晶片，尋找可能的替代方案就成為當務之急。

在這一背景下，OpenPower基金會及其採用的商業模式就給予客戶一個新的選擇——IBM將Power技術開放給業界共享，從晶片、I/O、固件、整機到軟體的產業鏈條的各個廠商，支持基金會成員定製Power 處理器、系統平台、固件和中間件軟體，進行優化，滿足其業務需求。

使所有成員都有機會利用開放的Power技術實現自身業務的重大突破，同時整個客戶和產業鏈也將受益。

因此，越來越多的IT公司開始加入OpenPower聯盟——比如，谷歌就通過與Rackspace攜手合作，向開源計算工程提交基於Power9的伺服器設計方案，滿足終端客戶對於數據中心服務的各種需求；SUPERMICRO正在為IBM開發兩款基於Power的全新伺服器，全新系統基於該公司的「Ultra」架構；NVIDIA 和Wistron研發了基於OpenPower高性能計算伺服器，該款伺服器將藉助NVIDIA NVLink高速互聯技術將Power8處理器直接連接至新款NVIDIA Tesla P100 GPU加速器......

截至目前，OpenPower基金會已發展到200多成員遍布24個國家，並成功開發出了超過80的產品和解決方案以滿足和解決的客戶的各種需求。

此外，還有100多個科研項目正在協商公關中。

為了解決軟體生態瓶頸，OpenPower基金會還聯合了2200家軟體開發商為其構建軟體生態，力圖補全在軟體生態方面的短板。

OpenPower與中國

值得一提的是，IBM還格外重視中國市場和中國的合作夥伴——在2014年，IBM向中國大陸中晟宏芯授權Power8原始碼，以及基於Power8修改開發新產品的權利。

平心而論，雖然IBM在技術上依舊有一定保留，但該項授權確實頗有價值——不僅在授權的開放性和等級上均高於ARM對國內展訊、聯芯、全志、瑞芯微的授權水平（ARM禁止修改原始碼），而且還使中國大陸的工程師第一次接觸到Power8這種高性能CPU的原始碼。

更有意思的是，在協議中還有不排除將來進一步授權Power9的意味。

在整機研發製造方面，浪潮集團、蘇州中太伺服器有限公司和英特力數據公司加入了OpenPower陣營。

英特力高性能伺服器產業化項目規劃總投資30億元，項目涵蓋範圍包括整機系統、加密模塊、應用軟體開發及大數據和智慧商業整體解決方案的設計。

計劃基於Power架構伺服器CPU研發適合於不同領域的伺服器系統，並通過對Power8晶片技術的消化、吸收和再創新，完成高性能伺服器整機系統的生產、服務、以及軟體移植和基於Linux架構的應用軟體開發等工作。

據最新消息，英特力數據公司已經與山東濟寧雲計算中心舉行簽約儀式，即將交付其首批OpenPower高性能伺服器，以支撐濟寧雲計算中心的發展。

在2015 OpenPower中國高峰論壇上，蘇州中太發布了採用宏芯CP1晶片的兩路192線程RedPower伺服器。

RedPower伺服器不僅性能不遜色於X86伺服器，還繼承了IBM Power體系最嚴苛的RAS標準，可以實現對整機系統核心部件CPU、內存、電源、風扇的故障定位和隔離修復。

藉助強大的RAS特性，RedPower伺服器可以實現95%機器一年內非計劃宕機時間小於40分鐘。

此外，IBM與蘇州中太伺服器有限公司簽署分銷合作協議也頗具新意——蘇州中太伺服器有限公司委託IBM作為中國授權經銷商，使蘇州中太公司能充分利用IBM遍布全國各行業和區域的銷售和服務網絡，聯合軟體開發商等產業鏈合作夥伴，共同推動開放的OpenPower伺服器在中國行業的落地應用。

由於OpenPower架構在面對大數據、認知、雲計算、網際網路應用等新興業務時具有著獨特的性能、技術優勢，以及OpenPower也擁有一個開放的生態系統，使浪潮集團加盟OpenPower聯盟——在2016 OpenPower中國峰會上，浪潮集團介紹了該公司新研發的OpenPower伺服器以及未來產品路線圖，想必作為中國伺服器出貨量排行第一的浪潮集團加盟OpenPower聯盟之後，OpenPower的生態系統會得到進一步優化和完善。

作為BAT三巨頭之一的騰訊，一直以開放的姿態看待OpenPower，對OpenPower伺服器進行了多方面測試，由於採用Power8晶片的伺服器具有多核多線程技術和高內存帶寬等特性，非常適合大數據等業務場景，也許在不遠的將來，騰訊會採用OpenPower的技術應用於自己的大數據業務。

引進IBM技術正確與否

有觀點認為引進技術是正確的，因為引進技術，就可以站在巨人肩膀上發展自己的技術；但也有觀點認為必須另起爐灶，徹底擺脫對外國技術的依賴，靠自主創新謀發展，否則總跟在別人後面跑，永遠追不上。

習近平書記在網信工作座談會上指出，「這兩種觀點都有一定道理，但也都絕對了一些，沒有辯證看待問題。

一方面，核心技術是國之重器，最關鍵最核心的技術要立足自主創新、自立自強。

市場換不來核心技術，有錢也買不來核心技術，必須靠自己研發、自己發展。

另一方面，我們強調自主創新，不是關起門來搞研發，一定要堅持開放創新，只有跟高手過招才知道差距，不能夜郎自大。

我們不拒絕任何新技術，新技術是人類文明發展的成果，只要有利於提高我國社會生產力水平、有利於改善人民生活，我們都不拒絕。

問題是要搞清楚哪些是可以引進但必須安全可控的，哪些是可以引進消化吸收再創新的，哪些是可以同別人合作開發的，哪些是必須依靠自己的力量自主創新的。

核心技術的根源問題是基礎研究問題，基礎研究搞不好，應用技術就會成為無源之水、無本之木。

」

而權威人士曾對筆者說，「雖然從情感上我們都希望自主CPU公司能夠擊敗Intel、ARM，但由於過去幾十年，無論在硬體上還是在軟體上，國外公司擁有著異常豐厚的技術積累，自主CPU想要做到X86、ARM今天的地位其難度之大近乎登天。

對自主CPU來說，更現實的做法是在工控、網安、軍用，以及特定行業的嵌入式晶片里謀生存。

另外，如果政府支持的話，黨政軍辦公PC和伺服器也會有自主CPU的一席之地。

但是，自主CPU想要在純商業市場上挑戰Intel、ARM的可能性是微乎其微的。

這樣一來，在商業市場就有3個選擇，一是X86，比如最近海光和AMD成立合資公司以及兆芯，這些合資也許有高層意志的成分在裡面，最大的好處是兼容X86，可以運行windows；二是ARM，國防科大、華為海思、展訊都在走這條路，優勢是ARM授權相對X86更開放，而且在手機、平版上ARM也具有軟體生態上的優勢；三是Power，Power最大的好處是可以使中國大陸的工程師接觸到高性能CPU的原始碼，直接觸碰到最頂尖的技術，至於這幾條路哪條路能走通，這個誰也說不清楚，只好都嘗試一下，任由時間去檢驗了。

」

最新技術成果

2016年5月，OpenPower基金會近日發布了50多項新基礎架構與軟體創新，涵蓋包括系統、主板、網卡與加速器在內的整個系統堆棧。

而其中最引人注目的莫過於面向高性能伺服器和雲計算的全新伺服器，以及與CAPI相關的技術。

在面向高性能伺服器和雲計算的全新伺服器方面，與TYAN聯手的TYAN GT75-BP012已然趨於成熟，TYAN GT75-BP012是以Power8處理器為設計核心的1U單路伺服器平台，支持OpenPower系統採用ppc64的設計架構。

同時，Rackspace雲廠商宣布「Barreleye」伺服器已走出實驗室，正式部署於數據中心，Rackspace公共雲中首款由OpenStack支持的應用也即將推出。

另外，IBM聯手NVIDIA與Wistron成功研發出OpenPower高性能計算伺服器，該款伺服器將藉助NVIDIA NVLink高速互聯技術將Power8處理器直接連接至新款NVIDIA Tesla P100 GPU加速器。

此外，IBM與NVIDIA還計劃打造全球加速實驗室，幫助開發人員與軟體開發商將應用移植到基於Power8與NVIDIA NVLink的平台之上。

據了解，美國正在研發中的100P超算正是採用IBM和NVIDIA的產品，筆者猜測，美國的100P超算將會是Power+Tesla的組合。

在與CAPI相關的技術方面，包括Bittware、IBM、Mellanox與Xilinx在內的基金會成員發布了10多款基於CAPI總線的全新加速器解決方案——由於傳統架構的限制，CPU在處理大量流數據時往往顯得力不從心，為了加速運算開始引入FPGA進行加速，最初的FPGA通過做到PCIe卡上參與加速，但過程比較複雜，效果也不是很好，在引入CAPI之後才真正起到了加速的作用（CAPI就是相干加速器處理器接口，外置的網絡、快閃記憶體等設備通過CAPI直接與CPU相連接）。

正是得益於先進的CAPI技術，使Power伺服器完全支持CAPI+FPGA，進而使FPGA能實現與處理器的高效連接，從而充分利用FPGA可編程硬體強大的硬體加速能力，實現軟硬結合的異構計算，大幅提高對數據、雲計算應用的處理性能——在採用CAPI技術搭載FPGA加速硬體後，Power伺服器無論是在大數據處理還是雲計算虛擬機能力方面都大幅領先競爭架構的產品，特別是可以將KVS（key value storage，鍵值存儲）性能提升近20倍。

而這恰恰是使Power伺服器在大數據和雲計算上取得差異化競爭優勢之所在，想必這也是Intel不惜豪擲167億美元收購Altera的原因之一。

結語

本質上說，OpenPower當今遭遇的軟體生態瓶頸，自主CPU面臨遲早要面對，而且問題都如出一轍——都是面臨在性能滿足適用場景需求的情況下，如何打破軟體生態的短板的問題，而OpenPower的在構建產業聯盟，搭建軟體生態的諸多做法著實值得自主CPU公司學習借鑑。