Образованная в 1987 году в США компания Tricord Systems специализируется на производстве SMP-серверов, использующих микропроцессоры от Intel. На этом поле играют такие акулы компьютерного бизнеса, как Compaq, Data General, Unisys, NCR/AT&T, Sequent и др. Эта фирма, появившаяся на российском рынке только в 1992 г., успела завоевать признание отечественного потребителя.
В нашей статье мы рассматриваем архитектуру и технические характеристики серверов Tricord PowerFrame ES (Enterprise Servers). Эти серверы могут поддерживать от 1 до 8 процессоров Pentium. В различных моделях используются тактовые частоты 100 и 133 МГц, а в марте нынешнего года было объявлено о поставках систем на базе процессоров 166 МГц. Интересно, что, по некоторым данным, компания Tricord собиралась "пропустить" Pentium Pro и перейти к выпуску серверов сразу на базе будущих микропроцессоров Intel P7. Такой подход, на наш взгляд, требовал дополнительного обоснования. Во-первых, еще не известно, когда реально появятся эти самые P7. А во-вторых, Pentium Pro в архитектурном плане представляет собой качественно новый скачок вперед, по сравнению с Pentium, и имеет гораздо более высокие характеристики производительности.
Однако в конце прошлого года Tricord анонсировала поддержку Pentium Pro, которыми будут оснащены готовящиеся к выпуску системы.
В процессорную подсистему входят собственно процессоры Pentium, каждый из которых снабжен кэшем второго уровня емкостью 2 Мбайт. Использование внешнего кэша таких больших размеров становится характерным для современных SMP-серверов на базе Pentium. Такого же размера внешний кэш имеется, например, в серверах Data General AViiON 5800, в SMP-системах UNISYS, NCR WorldMark 4500C. В старших моделях серверов WorldMark, имеющих свыше 8 процессоров, например, уже применяется кэш второго уровня емкостью 4 Мбайт.
Необходимость использования внешней кэш-памяти столь большой емкости вызвана потребностью уменьшить нагрузку на тракт "процессор-память", в частности на системную шину. Если по объемам внешнего кэша лучшие SMP-серверы на базе Pentium уже догнали SMP-серверы RISC-архитектуры, то по пропускной способности системной шины, как правило, отставание весьма велико.
В серверах PowerFrame ES используется 64-разрядная шина PowerBus c огромной для мира ПК пиковой пропускной способностью 267 Мбайт/с. В AViiON 5800 от DG соответствующее значение составляет 400 Мбайт/с, что в RISC-системах достигается, скажем, в однопроцессорных серверах SGI Challenge S или в станциях Sun на процессорах SuperSPARC. В современных SMP-серверах RISC-архитектуры компаний Sun, DEC или SGI, производительность шины выше в несколько раз.
В более ранних моделях серверов PowerFrame используются процессоры Pentium/100 МГц, снабженные внешним кэшем емкостью 512 Кбайт. Процессорную подсистему образуют, в терминологии Tricord, платы "подсистемы ЦП/кэш". Варианты 100 МГц содержали по 1 ЦП на плату; версии 133 и 166 МГц имеют от 1 до 4 плат с 1 или 2 процессорами. В последних платах используется многопроцессорный акселератор, который кроме увеличения объема кэша до 2 Мбайт позволяет дополнительно снизить нагрузку на системную шину. Это, в свою очередь, улучшает характеристики масштабируемости серверов по числу процессоров.
Подсистема оперативной памяти PowerFrame ES построена с применением стандартных для серверов такого класса кодов ECC защиты от ошибок. Ее емкость - 64 Мбайт до 1 Гбайт.
Подсистема ввода/вывода
Высокоэффективная подсистема ввода/вывода является, пожалуй, главной "козырной картой" в архитектуре серверов PowerFrame ES, выгодно отличающей их от многих соперников. Собственно говоря, к подсистеме ввода/вывода следует отнести 3 крупных архитектурных блока серверов - мостовую подсистему (МП) PCI/EISA, сетевую подсистему ATM и блок, который сама Tricord называет интеллектуальной подсистемой ввода/вывода (ИПВВ). Хорошо понимая необходимость уменьшения числа обращений к системной шине и разгрузки ЦП от управления вводом/выводом, Tricord снабдила ИПВВ собственным микропроцессором, в качестве которого раньше применялся Intel 80386, чуть позже - 80486SX/33 а затем 80486DX2/66. Фактически ИПВВ представляет собой уникальный высокопроизводительный SCSI-контроллер, обеспечивающий прямой обмен информацией между памятью и магнитными дисками.
Это позволяет организовать эффективную работу с большими БД и приложениями мультимедиа. На сегодняшний день существует уже вторая модификация ИПВВ на базе 80486. Если первая (33 МГц) модификация поддерживала 2 канала SCSI на одну ИПВВ, то теперь - уже 4 канала F&W SCSI-2. В PowerFrame может быть до 6 плат ИПВВ последней модификации, т.е. всего до 24 каналов SCSI. Напомним, что любой такой SCSI-канал способен обеспечивать работу до 15 дисковых устройств.
Другая важная особенность - поддержание работы с дисковыми массивами (RAID-уровней 0, 1, 4, 5 и 10). При этом допускается дублирование контроллеров и горячая замена дисков. ИПВВ содержит еще ряд интересных особенностей, позволяющих оптимизировать процесс ввода/вывода. Отметим только возможность инсталляции зеркалированного кэш-модуля емкостью 8 Мбайт. Проведенные специалистами фирмы тесты, в состав которых входят случайные операции чтения и записи, показали увеличение производительности дисков за счет включения кэш-модуля на 25%.
Еще одним достоинством этого модуля является возросшая надежность. В частности, модуль использует коды ECC и имеет собственные батареи. Поэтому при отключении электропитания он способен сохранять данные в течение 8 дней, а после его включения данные будут записаны на диск. При выходе из строя платы ИПВВ этот модуль может быть переставлен на другую плату без потери хранящихся в нем данных. В основном корпусе можно разместить до 9 НМД, а в шкафах расширения - до 24, причем таких шкафов может быть до 8. А всего подсоединяется до 201 SCSI-устройства. Отметим, что шкафы расширения также могут содержать кэш-память, защищенную кодами ЕСС.
Другой блок подсистемы ввода/вывода, мостовая подсистема (МП) PCI/EISA, включает в себя две 32-разрядные шины PCI (с производительностью 133 Мбайт/с) и 32-разрядную шину EISA (производительность 33 Мбайт/с). В шинах PCI использован набор чипов DEC 21050, в шине EISA - Intel 82374/82375. МП имеет 8 слотов, разделяемых этими шинами. Такая конструкция МП позволяет дополнительно поднять надежность систем, т.к. выход из строя одной из шин не влияет на работу других. МП содержит также адаптер SVGA с 1 Мбайт видеопамяти, параллельный и последовательные порты, порты для мыши и клавиатуры и для НГМД. В стандартном комплекте серверов поставляется и CD-ROM. Наконец, флэш-ROM емкостью 128 Кбайт, содержащий BIOS, также входит в состав МП. А появление недавно в составе серверов PowerFrame ES сетевого блока АТМ, реализованного на RISC-процессоре Intel 960, говорит о том, что фирма уделяет большое внимание поддержке самых современных сетевых технологий.
Надежность и быстродействие
Как и многие другие SMP-серверы на платформе Intel, PowerFrame имеет целый ряд средств, повышающих их надежность. Некоторые мы уже упомянули. Как во многих серверах этого класса, предлагаемых ведущими производителями, системы охлаждения и электропитания построены по принципу "N+1". Поэтому возможна, например, горячая замена блоков электропитания. В случае, если такие серверы укомплектованы более чем одной платой ЦП, возможно автоматическое восстановление при выходе микропроцессора Pentium из строя.
Наконец, важным компонентом рассматриваемых серверов Tricord является интеллектуальная подсистема управления (ИСУ). Она позволяет следить за системами охлаждения и электропитания, осуществлять мониторинг основных подсистем серверов, проводить диагностику и т.д. Как и в некоторых наиболее показательных по надежности образцах SMP-серверов, имеется возможность удаленной работы ИСУ через модем. Все это позволяет отнести серверы PowerFrame ES к системам высокого уровня готовности. Хотя эти компьютеры не обладают такими многоуровневыми средствами повышения надежности, какие предлагает Data General в системах на базе серверов AViiON (см. предыдущую публикацию нашей рубрики), приводимые Tricord Systems характеристики надежности выглядят привлекательно.
Хорошо продуманная архитектура PowerFrame ES, нацеленная на достижение высокой производительности, принесла свои реальные плоды. При работе с БД серверам Tricord удалось, в частности, перешагнуть уровень в 1000 TPS. Летние данные AIM за прошлый год показали преимущество представленного 6-процессорного сервера PowerFrame ES на базе P54C 100 Мгц, работавшего с ОС UnixWare v2.0 на тестах общей производительности системы AIM Suite III. Уже в двухпроцессорном сервере PowerFrame ES/133 в СУБД SQL Server 6.0 под управлением Windows NT достигается скорость обработки транзакций 520 TPS, что выше, чем у некоторых двухпроцессорных RISC-серверов, а в 6-процессорном сервере достигается производительность 827 TPS. Этот факт, говорящий о том, что добиться эффективной масштабируемости при обработке транзакций не так-то просто.
Tricord Systems ориентирует свои серверы уровня корпорации на решение задач OLTP, OLAP, Internet/intranet, обеспечение удаленного доступа и др. Серверы PowerFrame ES сертифицированы не только для Novell NetWare и Microsoft Windows NT, но и для SCO OpenServer и UnixWare. Компания активно действует на отечественном рынке. Число инсталляций в нашей стране составляет около 200. В этом списке - Центробанк РФ, Инкомбанк и Сибирский торговый банк; АО Газпром; мэрия и Городская дума Москвы; ГАИ МВД, МИД РФ и ФАПСИ; Шереметьевский и Внуковский (правительственный) аэропорты; издательства и редакции, ряд металлургических заводов и Ярославский шинный завод и др. Все это, несомненно, говорит об успешной деятельности отделения Tricord, работающего под российским трехцветным флагом.