关键业务计算一直处于服务器技术发展的金字塔尖，浪潮作为关键业务计算的先行者，从1993年研发出国内首款小型机SMP 2000起，持续积累起驾驭高端服务器的能力。
从先行者到领航者，浪潮走出了一条关键业务计算的自主创新之路，软硬件核心技术的攻坚和积累为如今浪潮商用机器（IPS）围绕Power构建系列产品、研发和生态创造了完备和积极的条件，从而揭开了关键业务应用的新篇章。
K1小型机的软硬兼修
2010年，在成立高性能服务器和存储技术国家重点实验室三年后，浪潮于高端服务器市场取得了重大突破，基于安腾架构的K1小型机横空出世。
尤其是在K1小型机的主机体系结构、K-UX操作系统和高速互连芯片上的软硬兼修，使得K1小型机成为了中国关键数据可运行在自主平台上的重要里程碑。
因为当时受限于英特尔QPI协议连接要符合其处理器接口和规范的授权问题，若要让K1发挥更大的扩展效率，浪潮需要迈过高速协议网络来实现缓存一致性这道坎。于是，浪潮自主研发了缓存一致性的协议处理芯片，它类似于一个没有计算核心的处理器，但能够处理处理器核心之间通信的缓存一致性，从而实现了将32路安腾芯片结合在一台机器中运行的重要突破。
此次技术突破的意义还在于，浪潮早于英特尔将QPI协议定制化为标准之前，就独立实现了缓存一致性协议；此外，这也让浪潮在其他平台上做不同协议的互连变得更加水到渠成。
与此同时，浪潮也开始引领国内高端小型机设计发展方向，比如自研的双翼可扩展紧耦合体系架构，支持互连网络单跳步32路扩展，获得了PCT国际专利授权。为了消除底层硬件的差异，更好为上层的应用提供支持，浪潮还发布了国内首款通过UNIX03标准认证的K-UX操作系统，向下它与硬件结构相匹配，向上保证编程接口和应用API能够支撑现有的应用。
为了提升K1对关键业务应用的承载，它不仅支持IBM DB2的部署，还灵活选择与Oracle最接近且兼容性最好的KDB数据库进行移植。而且都通过了IBM的严苛测试，这不仅让IBM对浪潮的研发能力有了全新的认识，也为后来IPS的成立埋下了伏笔。
坚持自主创新，浪潮通过在底层协议标准、架构设计和操作系统等层面的软硬兼修，为之后K1 Power的诞生奠定了坚实基础。
K1 Power的卓越“匠心”
K1 Power不仅仅是简单的产品级或方案级的演进。逐本溯源，它也传承了多年来浪潮引领国内高端小型机设计和核心技术突破的“匠心”。K1 Power的研发团队不仅拥有面向Power生态国内高端服务器领域的最豪华阵容，在研发流程上更是覆盖从板机设计到系统设计，包括固件、微码的设计，以及整个测试验证等环节，来保证K1 Power在性能、可靠性、高品质和安全方面的先进性。
服务器的性能取决于CPU，Power处理器在与x86的竞争中，始终保持了其独有的高性能体验。与x86处理器相比，最新的Power9处理器具有显著的性能优势。比如主频方面，Power可以做到业界最高的4GHz；Power可以支持PCIe 4.0和NVLink2.0互联，而x86目前仅支持到PCIe 3.0，不支持NVLink2.0互联。
Power在CPU之间、CPU与内存之间，以及CPU与I/O之间，都实现了两倍以上的带宽提升，来满足关键应用负载的要求。最直接的效果就是使得K1 Power上为商用数据库（EDB、DB2、Oracle等）、开源数据库（MySQL、MariaDB等）带来相对x86服务器两倍以上的性能提升。此外，K1 Power还可以通过最高支持1000个分区的形式满足不同的应用负载，大幅提升资源使用率。
图：运行开源数据库MariaDB时，搭载了Power9 LaGrange处理器的双路FP5290G2较四路x86 6148平台，每核性能提升1.6倍，CPU整体性能提升1.75倍。
除了对高性能的孜孜追求，K1 Power的高可靠性也树立了业界的标杆。它引入了RAS设计理念，增加了独立的服务处理器FSP，来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服务器RAS设计理念
K1 Power系统全堆栈可靠性设计的每个环节都蕴藏着极大的工作量，也坚持着高品质追求，对高标准的不妥协。比如硬件、关键部件的全冗余设计，做到了芯片级、链路级和板机不限层面的冗余。
在捕获高可靠设计上，K1 Power有多达16万个故障检查器，实时监测着系统运行状态，对故障进行捕获，并在故障扩散传播之前隔离到限定区进行在线修复，这也是K1 Power的RAS设计理念的精华所在。
K1 Power还对核心部件设计制造、元器件部件、精确设计仿真、散热设计等各个维度施以严格、高标准的选件和测试来保证实现整个系统的高品质。比如，K1 Power采用高达40层的高复杂主板设计，所有与高速信号走线层相邻的平面层都是地平面，保证高速信号良好的完整性；K1 Power采用了高标准的检测，生产测试功能覆盖率100%，高端机型测试大项共计660多项，同时测试老化时间达到48小时以上，而普通的x86服务器这种老化时间测试仅为6到8小时。
在安全性上面，K1 Power增强的系统安全设计特别值得称道。它没有完全依赖操作系统层面的安全来保障整体系统安全性，而从更底层来实现安全性的加固，比如全自主开发的部件，对所有部件均有安全认证机制。如以可信计算的方式实现Secure Boot引导，加装具备国家等保三级认证的安全加固模块等等。
关键业务应用新篇章
过往，K1小型机一步步获得了众多金融和政府等行业用户的青睐，并且随着数字化转型的深入，在关键业务应用市场站稳了脚跟。所以，当2018年K1与Power架构结合后，也正式开启了关键业务应用的新篇章。经过一年的耕耘，目前IPS在非x86市场占有率为65%，市场份额快速攀升。
IPS以自主创新平台为基，结合Power处理器的诸多优势，给行业客户在关键业务场景和新应用场景带来了更丰富的选择与价值。在关键业务场景中，因为Power有很好的纵向扩展性能，所以，对于大型的数据库和核心的数据库平台，K1 Power优良的RAS特性和性能，能够承载大量业务的并发情况。
对于新兴业务场景，如分布式存储，云计算、人工智能和大数据等应用中，K1 Power的特性优势也得到了很好的施展。不久前，IPS与国内某证券机构进行了一次POC测试，用K1 Power与国产存储产品搭建平台，在仅仅是迁移平台，未进行调优的情况下，新平台就缩短了接近40%的业务时间。
为了更好的适配关键业务上云，IPS为K1 Power做了基于关键业务的云架构，支持关键数据库跑在云架构上面，根据用户需求去动态调整，为不同行业的混合架构提供支撑。
从细分行业市场来看，以往购买Power8服务器产品的主要来自金融行业和税务、公安和财政等政府机构。在金融行业中，以往购买过Power8的金融客户中，有80%是省、市级城商行，以及农信和全国的股份制银行，它们有80%均购买了IPS的设备，应用于核心的数据库资源池平台；在政务市场，IPS的客户也出现了大幅增长，通过购买K1 Power服务器来替换旧版UNIX小型机环境。
相关调查数据显示，中国的关键应用市场将保持年均10%左右的提升，预计到2020年会有接近100亿的规模。随着市场对IPS认可度的提升，可以预见K1 Power未来将在云计算、人工智能和大数据等技术应用中有更加上乘的表现。
结语
综上所述，从K1安腾走到K1 Power，IPS对基于Power的技术研发、产品和生态的打造显得更加游刃有余。虽然x86依然是市场的主流，但K1 Power就跟法拉利永远不会在市场上消失是一样，为客户最关键的数据保驾护航。面向未来，IPS不断思考将x86上面的设计和经济性导入进来，扩展Power和OpenPower的竞争力；研发上凭借Power的先进性优势和浪潮在高端小型机20多年的经验、通用商用部件的全球供应链优势，让产品品质、性能和可靠性等方面进一步提升，从而将小型机在人工智能、云和大数据方面的优势充分释放。
