雙核心及多核心伺服器處理器的軟體授權問題

諸多新技術的發展，卻帶來了看不見的隱藏成本

自從IBM在1999年發表Power4處理器以來，雙核心伺服器處理器就以雨後春筍之勢，陸續出現在各廠商的產品線及發展時程表之中，IBM Power5、HP PA-8800及Sun UltraSparc IV早已是現成的產品。八月位於Standford大學的第十六屆IEEE Hot Chips論壇，英特爾和Sun分別正式發表雙核心、4執行緒的Itanium處理器「Montecito」以及8核心、32執行緒的SPARC處理器「Niagara」。

更有甚者，8月31日，AMD在該公司位於德州Austin的廠區展示了第一顆雙核心的Opteron處理器，預計明年中就會上市，這也意味著，過去以個人電腦應用為主的x86指令集處理器，正式進入了雙核心的世界。我們有充分的理由相信，在不遠的未來，這些雙核心及多核心處理器，將成為所有伺服器的運算核心。

不過，在雙核心及多核心處理器大幅提升伺服器效能的背後，卻有著不受注意的隱藏成本：大幅增加的軟體授權費用。這個議題，絕對值得企業投以高度的重視。按照處理器核心數目計費的軟體授權方式

在過去，企業用的伺服器應用軟體的授權方式，大多數皆以處理器的數目為基本單位，隨著數目而逐步增加軟體授權費用，也就是所謂的Per-Processor Licensing。

有別於多執行緒架構下的複數邏輯處理器（如英特爾的Hyper-Threading技術），由於新型多核心處理器的確內建了數個「貨真價實」的處理器核心，所以軟體廠商自然也將核心數目作為軟體授權的計費基準。

如此一來，如果企業將現有的伺服器全部更換為雙核心處理器，勢必增加一倍的軟體成本，例如像將四路的Opteron系統全數更換為雙核心Opteron的情況。此外，對於採用多處理器作為備援之用的高階系統，可能並不需要雙核心所帶來的效能提升，但是為了處理器備援能力，卻必須增加軟體上的開銷。假設今天某家企業必須為了備援，而將現有採用雙處理器的系統，換成兩顆雙核心處理器，就等於需要兩倍的軟體授權。更糟糕的是，很可能日後再也買不到單核心的伺服器處理器。

當然，伺服器廠商可以讓企業依據運算能量的需求，購買所需要的處理性能，以選擇是否啟動處理器內的核心。以採用雙核心Power5處理器的IBM i5 550為例，系統上提供了總計四核心的兩顆處理器，但是只各別啟動一個核心。如果要多啟動一個核心，客戶必須繳納3700美元的費用，而且必須為每個核心個別購買一份作業系統的授權。

乍看之下，這是相當合理的方式，因為Power5就算是單核心，也有著相當強悍的運算效能。不過，近年來微處理器的技術發展趨勢，卻也衍生了一個問題：如果處理器核心的效能沒有明顯的進步，甚至大不如前，那該怎麼辦？例如：採用四顆雙核心UltraSparc IV處理器的V890與採用四顆Opteron處理器的V40z，有著相同的處理器數目、核心數目差了一倍，但是在SPEC CPU 2000 Rate的表現卻相差無幾，那是不是代表著雖然效能相近，V890的軟體授權成本卻是V40z的兩倍？處理器微架構的簡單化，增加問題的複雜性

近年來，由於半導體製程技術遭遇了諸多瓶頸，發展高性能的處理器微架構所費不貲，這也成為雙核心及多核心趨勢的重要推力。換言之，未來的伺服器處理器，就必須倚賴大量的核心數目來支撐效能。以Sun日前正式發表的Niagara為例，內建的八個核心都是相當簡單的架構，「螞蟻咬死大象」可說是對其設計理念最貼切的寫照。既然如此，如果軟體授權方式並未改變，這等於變相強迫企業在購買相同運算效能的同時，卻要付出更高的軟體使用成本。

這並不是沒有解決的方法，只要能以系統的數目進行授權，或著是依據伺服器上的所需運算能量進行收費（例如企業的員工人數），這個問題自然就迎刃而解。不過，對於同時自行發展處理器、硬體架構以及作業系統的伺服器廠商（如IBM和Sun）來說，這樣做並沒有太多困難，但是要如何說服其他獨立作業系統（如微軟）及應用軟體廠商（如Oracle）跟進，將會相當的麻煩，甚至是不可能的任務。虛擬化伺服器以及網格式運算環境也是大麻煩

隱而不現的是，除了雙核心及多核心處理器之外，虛擬化伺服器（Server Virtualization）和網格式運算（Grid Computing）之類的動態運算環境，對於既有的軟體計費方式也將造成巨大的衝擊。

首先，如EMC VMware及微軟Virtual Server之類的虛擬機器，允許在單一伺服器上執行多個獨立的作業環境，如果按照現有的計費方式，所有的作業系統，都必須個別依據系統中的實體處理器數目進行授權，如此一來，這將是極為可怕的開銷，假設想要在八處理器系統上執行八個作業系統的企業，卻需要購買八套八處理器版本的授權，這樣可能還不如購買八臺單處理器的系統，然後個別執行一套單處理器授權的作業系統。當然，後者將會增加管理的複雜性。

原先虛擬化伺服器的初衷，就在於今日的伺服器平臺效能都相當強大－尤其是未來的多核心處理器系統，希望可以提升平臺的使用率，以及增加運算效能的分配彈性，達成更佳的伺服器統合（Server Consolidation），進而減少伺服器的部署數量。如果授權方式不改變，伺服器虛擬化的效益將大打折扣，甚至直接購買一臺插滿刀片的刀鋒伺服器可能還比較划算。

網格式運算環境則是更加複雜的課題。假設今天某件運算工作，由單處理器的系統轉移至雙處理器系統上執行，那軟體授權計費究竟要以哪臺系統為準？如果運算工作都分散至所有的系統，那又該怎麼辦？既有的軟體授權方式勢必將有所改變

不可否認的，現有按照處理器數目計費的軟體授權方式，已經跟不上技術的發展以及系統管理的需要，我們也有充分的理由相信，未來的軟體授權方式，也將有所改變，但絕非一朝一夕之功。

企業在部署採用雙核心/多核心處理器的伺服器、或著是虛擬伺服器及網格式運算等新技術前，應該充分理解昔日包袱所帶來的負面影響，確定實際上的軟體授權金額是否在可以接受的範圍內，或是事先談妥合理的產品價格，以免在還沒享受到新技術所帶來的好處前，就先承擔高昂的額外成本。文⊙劉人豪