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IT@Intel白皮书 英特尔 IT部门 IT最佳实践 关键业务解决方案 2011年 5月

将关键业务的计算环境迁移至英特尔®架构 概要 作为多年战略的一部分,英特尔 IT部门于 1992年开始将公司大多数关键业务计算环境 采用源自我们经验的 从专用系统迁移至英特尔®架构。这些环境包括芯片设计、制造以及全球企业资源规划 分阶段方法和最佳实践, (ERP)。 我们尽量减少或者消除了 英特尔的实际业绩取决于这些计算环境, • 提升系统性能来提高工作效率,并缩短 大多数风险,并在没有对核心 因此我们在整个迁移过程中都格外的谨 英特尔®产品的上市时间。 慎。最终,迁移过程的难度比我们最初的 业务活动造成影响的情况下, 准服务器和客户端来增加投 • 使用工业标 预期要低,而优势却更明显。采用源自我 资回报并降低运营成本。 成功完成了每次迁移。 们经验的分阶段方法和最佳实践,我们尽 • 能针对工作负载选择最好的硬件,因为 量减少或者消除了大多数风险,并在没有 英特尔的开放式标准支持在所有英特尔 对核心业务活动造成影响的情况下,成功 平台上运行相同的操作系统。 完成了每次迁移。 • 采用空间高效和节能服务器节约数据中 决定成功的因素包括:将每个环境的迁移 心的占地空间。 流程划分阶段管理、对迁移时间进行控制 来与其它关键业务系统升级保持一致、建 1 David Aires • 经5年时间实现的节约超过14亿美元。 立专业技术知识中心以便在总体战略的制 工厂自动化总经理 将关键业务环境成功迁移至英特尔架构 定和执行方面提供领导力和指导。 说明了这样一个事实,该平台提供了所 Elwood Coslett 尽管每个环境都需要不同的战略来满足具 需的可靠程度、稳定性和可扩展,而且 英特尔 IT部门数据中心工程设计总监 体的业务需求,但通过这些最佳实践可以 可以尽量对关键业务活动减少中断和影 帮助我们自信地部署全新的英特尔平台, Gerald T. Seaman 响,完成迁移。 英特尔 IT部门高级集成 ERP架构师 同时获得出色的优势和业务价值: IT@Intel白皮书 将关键业务的计算环境迁移至英特尔®架构 目录 概要..........................................................1 背景..........................................................2 解决方案................................................2 芯片设计环境 .................................. 2 工厂制造的计算环境 .....................5 企业资源规划的计算环境............ 6 选择适当的硬件...............................7 迁移的最佳实践.................................. 7 总结..........................................................8 缩写词.....................................................8 IT@INTEL IT@Intel计划将全球各地的 IT专业人 员及其在我们机构中的同仁紧密联系 在一起,共同分享经验教训、方法和 战略。我们的目标十分简单:分享英 特尔 IT部门最佳实践,获得业务价值 并实现 IT竞争优势。如欲了解更多信 www.intel.com/cn/IT 息,请访问 或联系您当地的英特尔代表。 背景 英特尔 IT部门根据计算、性能、可靠程 度和可扩展性等业务需求来选择硬件平 台。例如,我们的芯片设计和制造环境最 早使用的是专用的 RISC平台,因为它是 唯一能够能够为我们快速的产品开发周期 提供所需的性能和稳定性的平台。 但是,上世纪 90年代初,基于英特尔®技 术的系统能够支持企业工作负载,其性能 与专用硬件不分高低。因此,英特尔®架 构成为了我们的关键业务环境的选择目 标,其中包括芯片设计、制造和企业资源 规划(ERP)。英特尔系统还使我们能够 ,例 获得行业标准和开源操作系统的优势 如 Microsoft Windows*和 Linux*。 此外,在英特尔架构上运行我们的关键 业务计算环境还能够带来两个非凡的业 务优势: • 提高性能以加快上市速度。英特尔关键 业务环境需要在处理器性能上获得连续 一致的改进,以便支持英特尔®产品的 设计周期和不断增加的复杂程度。英特 尔架构每隔 12到 18个月即可实现性 能方面的改进,与之相比,专用硬件的 改进速度较为缓慢,而且也不稳定。 • 降低平台和软件成本由于英特尔系统的 成本和性能优势,从专用硬件迁移有 助于大幅降低总体拥有成本(TCO)并 提高效率。此外,Microsoft Windows和 Linux还能够为我们的企业战略提供支 持,通过使用标准构建模块来获得现有 工具和支持员工的最大价值和效率。 解决方案 由于迁移关键业务环境(例如芯片设计、 制造和 ERP)需要大量的资源,因此我 们制定了一套为期多年的分阶段战略,以 向目标迈进的过 便迁移至英特尔架构。在 程中,我们确立了正式的最佳实践,让我 们尽获得迁移的业务价值,特别是在缩短 宕机时间方面。 在 1992年,我们开始在我们的 ERP环 境中替换专用的大型机,并于 1998年在 芯片设计环境中消除了 RISC服务器。到 2012年底,在我们的主流制造环境中, 差不多全部的 RISC服务器将会由英特尔 2 架构服务器取代。 我们针对不同的计算环境的使用稍有区 别的迁移战略,每个战略均针对特定的 业务需求而优化。每完成一次到英特尔 架构的迁移,我们便能降低成本并提升计 算性能。 表 1总结了我们的相关工作。我们目前正 在落实生产制造环境的迁移。 芯片设计环境 芯片设计团队需要出色的计算能力,以 创建新一代的英特尔®处理器。他们必须 能够快速、可靠地使用二进制应用和项 目数据。由于系统宕机和缓慢的性能会 严重影响其工作效率,他们需要稳定、 高性能和可扩展的系统,以满足不断增 长的计算需求。 片设计环境包括一个由全 在 1998年,芯 球 16,000名工程师和超过 45个设计站 点组成的庞大社区。当时,英特尔的芯 片设计环境面临着诸多挑战: 2 www.intel.com/cn/IT 将关键业务的计算环境迁移至英特尔®架构 IT@Intel白皮书 表 1. 将关键业务环境迁移至英特尔®架构 环境 迁移理由 迁移之前的平台 迁移之后的平台 时间段 • 计算能力需求急剧增加 • 在 RISC服务器上运行的专用 • 在基于英特尔® 安腾®处理器和基 1998至 2004年 芯片设计 版 UNIX* 于英特尔® 至强®处理器的服务器 • 基于 RISC的平台过于昂贵 上运行的 Linux* • 供应商终止对现有硬件的支持 • 在基于 RISC的服务器上运行 • 在基于英特尔® 安腾®处理器的服 晶圆厂:2004至 制造 的 Open VMS*和 UNIX 务器上运行的 Open VMS或 UNIX 2008年 • 需要加快交易速度 • 在基于英特尔® 至强®处理器的服 封装测试工厂:2010 务器上运行的 Microsoft Windows* 至 2012年 在基于英特尔® 安腾®处理器的服 第 1 阶段:1992至 • 供应商终止对现有基础设施的 • 在大型机上运行的专用操 • 企业资源规划 务器上运行的专用操作系统 1996年 支持 作系统 (ERP) • 在基于高性能英特尔®处理器的服 第 2 阶段:2004至 • 需要更多的内存处理和并行处 务器上运行的 Microsoft Windows* 2008年 理能力,以加快交易速度 • 随着硬件和软件的复杂程度快速增加, 在开发每一代英特尔架构时,我们需要 10倍的计算能力。 • 随着并行设计项目的增多,产品开发 周期正在紧缩。 • 为提高设计团队工作效率,我们需要 进行相应的投入,而这与控制成本的 要求相冲突。 为芯片设计所用的开源操作系统 和平台 在详细评估芯片设计环境的计算需求 后,我们决定调查在英特尔架构上使用 Linux*是否适用。 我之所以选择 Linux,是因为它专门针对 英特尔架构开发并优化,而且与原来的 UNIX*操作系统和现有工具相兼容。此 外,我们希望推动整个行业快速发展, 尤其是在电子设计自动化(EDA)环境中 使用 Linux。我们与供应商紧密合作,以 确定相关应用中的差距,同时改进软件 的稳定和兼容程度。 与专用的 RISC平台不同,开放式标准可 使我们在任何供应商提供的英特尔架构 平台上运行相同的操作系统,让我们可 以选择最佳的硬件作长期使用。该平台 的性价比优势十分突出,可帮助我们在 各方面降低总体拥有成本。而且,基于 三年内的可变总体拥有成本(TCO) 设备成本比较 硬件和维护 可变管理成本 软件 (不含 EDA工具) 数据中心 0 EDA:电子设计自动化 10 20 30 设备成本(以千美元计算) 高端 RISC 英特尔®架构 越低越好 40 50 图 1. 在比较基于英特尔®架构和基于 RISC 架构的系统的总体拥有成本(TCO)时,我们发现英特 尔架构能够在三年时间内实现数百万美元的节约。 英特尔处理器的性能优势,我们还能够 提升不同应用的性能。 概念验证与 TCO研究 为了展示在英特尔架构上运行 Linux的优 势,我们于 1998年执行了一次为期 50 天的概念验证(PoC)。在这期间,我们 成功地将 CPU密集型应用、批处理工具和 公共域应用程序与工具迁移到 Linux;将 Linux集成到芯片设计环境中;测试所有 所需的应用程序。英特尔架构上的 Linux 为设计团队提供了他们所需的容量,而且 与 RISC平台相比,工具在英特尔平台上 的运行速度更快。 我们设计了一套 TCO研究,以便比较英 特尔架构与 RISC平台在 EDA方面的性价 比。我们发现,与测试的速度最快的 RISC x的英特尔平台的性 平台相比,运行 Linu 能要高90%,让我们采购用于芯片设计的 服务器数量减少达 47%。 基于英特尔技术的系统的 TCO约为类似配 置的 RISC系统的6%,在三年时间内可实 现数百万美元的节约。具体到单台设备, 英特尔系统的硬件、操作系统和数据中心 成本与 RISC系统比较,节省88%。具体 3 结果如图 1所示。 www.intel.com/cn/IT 3 IT@Intel白皮书 将关键业务的计算环境迁移至英特尔®架构 完成分析后,我们迫切希望将设计团队迁 移至英特尔架构。 为迁移芯片设计计算环境所用的三阶 段计划 我们分三个阶段来迁移芯片设计的计算 环境,首先是优先级最高的应用和设计 步骤。为了定义每个阶段并进行优先级 划分,我们考虑了对于设计工程师来说 最重要的、最容易迁移的,以及可提供 最高投资回报(ROI)的工具。 第一阶段:如图 2中的芯片设计流程的高 级流程图所示,我们的最高优先级是产品 开发的架构和逻辑设计。这些代表了我们 70%的计算需求,而且在大多数情况下都 是以批处理任务为导向。 第二阶段:我们迁移了全芯片验证和流片 (tapeout)。尽管相关的应用不多,但这 些应用是计算和内存密集型应用,英特尔 架构能够满足这些需求。 第三阶段:我们迁移了电路设计和物理步 骤。这些涉及的应用使用交互式和批处 而且属于高度图形化应用。 理, Linux实施 为了在全球范围内部署新操作系统,我 们使用了多种方法来实现顺利的迁移: 第一阶段 迁移芯片设计计算环境的三个阶段计划 第三阶段 第二阶段 架构设计 逻辑设计 电路设计 物理布局 全芯片验证 流片 图 2.我们对芯片设计环境迁移进行了优先级划分,首先关注的是那些具有最高要求,进而可带来 最高投资回报的应用。 英特尔®架构性能提升(模拟) 2004-2010 20 越高越好 16.7 15 13.14 性能范围 10 5.52 5 3.55 1.30 1.00 0 带有 1 MB 带有 2 MB 英特尔®至强® 英特尔®至强® 英特尔®至强® 英特尔®至强® 二级高速缓存的 二级高速缓存的 处理器 处理器 处理器 处理器 英特尔®至强® 英特尔®至强® 5160 X5460 X5570 X5670 处理器 处理器 图 3.每一代新的英特尔®处理器都实现了性能提升。从 2004年到 2010年,英特尔® 至强®处理器在 运行最密集的模拟应用时的性能提高了约 16倍。英特尔内部测量结果,2007年 5 月、2007年 11 月、2009年 2月以及 2010年 3月。 • 小型专家团队。我们组建了一支团队, 专门负责管理操作系统的分发,包括制 定操作系统蓝图、打补丁、硬件兼容性 测试以及总体发布方法。 • 试点用户。开始迁移时,约有 20,000 名用户需要迁移到英特尔平台。为了简 化迁移流程,并消除人们对变化的自然 抵触,我们征集了一些志愿者组成小型 团队,以便在新平台上运行工作负载, 并就相关的体验提供反馈意见。我们按 据反馈来改进总体用户体验。 • 英特尔架构实验室合作。我们与不同的 团队进行合作,并将他们的应用和测试 案例复制到我们的英特尔架构实验室中 的系统上。我们了解到如何在实验室中 运行和评测这些应用,并为用户提供有 关的结果。如果用户发现系统或应用出 现异常现象,我们会立即予以解决,以 便他们在其当地环境中运行测试时不会 遇到这些错误。英特尔架构实验室已经 资产。通过使用数百个小 Read the full IT@Intel白皮书 英特尔 IT部门 IT最佳实践 关键业务解决方案 2011年 5月.

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