Cерверы IBM RS/6000 Model S70

"Русские медленно запрягают, но быстро ездят". Это известное высказывание во многом можно отнести и к фирме IBM. Вспомните, как было с персональными компьютерами: сначала на рынке появились предложения от Apple, а что стало потом? Или возьмем ситуацию с ATM - с некоторой задержкой IBM предложила собственную версию для более низких скоростей, но зато существенно более дешевую. Так и в случае SMP-систем IBM - довольно долго не предлагала их потребителям, затем появились SMP-системы с небольшим числом процессоров. SMP-системы на базе микропроцессоров PowerPC 601 уже давно предлагала Bull, но эти компьютеры не могли на равных конкурировать с американскими грандами. И вот наконец в прошлом году IBM объявила о выходе новых SMP-серверов старшего класса (RS/6000 Model S70).

Восхождение IBM к SMP-высотам несколько затянулось, но зато теперь пользователи получат мощные многопроцессорные системы, ориентированные на обработку данных масштаба предприятия. С точки зрения архитектуры системы S70 также используют ряд интересных и привлекательных для пользователей решений.

Таким образом, со времен S/370 продукты IBM для центров обработки данных масштабов предприятия мигрировали в сторону открытых систем, предлагаемых как в виде новейших мэйнфреймов с ОС MVS Open Edition, так и в виде Unix-серверов RS/6000 S70.

Лиха беда начало

SMP Enterprise Server RS/6000 Model S70 - это система, содержащая от 4 до 12 процессоров PowerPC RS64, работающих на тактовой частоте 125 МГц. Конечно, можно сказать, что 12 процессоров для больших современных SMP-систем не так уж и много (например, SGI в серверах Challenge предлагала до 36 процессоров; у Sun в UltraEnterprise 10000 - до 64).

С другой стороны, IBM "миновала" архитектурные решения больших SMP-систем первого поколения, использующих традиционную системную шину, и S70 построены на базе мощного коммутатора.

Есть еще одно обстоятельство, на которое следует обратить внимание, - речь идет о применении новых 64-разрядных процессоров PowerPC RS64. О них известно пока весьма мало: они имеют очень большой кэш первого уровня - по 64 Кбайт для данных и команд - и кэш второго уровня объемом 4 Мбайт с коррекцией ошибок. Прямых данных о его производительности практически нет. Достигаемая величина производительности сервера на тестах TPC-C оценивается примерно в 19 тыс. На WWW-cервере IBM приведены оценки SPECweb96 для 12-процессорной системы (4075 единиц), которые выше, чем у 10-процессорного сервера Sun Ultra Enterprise 4000 (3746), хотя и уступают 8-процессорному SGI Origin 2000 (6200 единиц).

Высокая пропускная способность (5,3 Гбайт/с) RS/6000 Model S70 обеспечивается наличием мощного коммутатора. Это существенно выше, чем у системной шины в "канонических" SMP-системах (скажем, DEC AlphaServer 8x00 или SGI Power Challenge), хотя и уступает пропускной способности коммутатора SMP-узла HP V2200 или старших моделей линейки серверов Sun Ultra Enterprise. C другой стороны, несомненно, IBM позаботилась о том, чтобы пропускная способность коммутатора сочеталась с производительностью процессоров и других устройств: компания всегда славилась высокой степенью сбалансированности своих компьютерных систем.

Коммутатор имеет порты к процессорным платам (пропускная способность 1,3 Гбайт/с), к концентратору ввода/вывода (1,3 Гбайт/с) и к оперативной памяти (два параллельно работающих порта с суммарной пропускной способностью 2,7 Гбайт/с). Тракты данных ОЗУ имеют ширину 512 бит.

На особенностях устройства оперативной памяти следует остановиться подробнее. Она защищена кодами ЕСС, построена с использованием SDRAM-микросхем и имеет емкость от 512 Мбайт до 16 Гбайт. Такую же максимальную емкость имеет ОЗУ в SMP-узле HP V2200. Серверы Sun Ultra Enterprise 6000 и 10000 имеют возможности наращивать оперативную память до больших емкостей. Однако в IBM полагают, что для задач коммерческой обработки транзакций это вряд ли потребуется.

Базовая емкость ОЗУ (и соответственно величина приращения) в S70 может быть равна 512 Мбайт, 1, 2 или 4 Гбайт.

Главное в книге - это обложка

Базовые компоненты сервера, включая процессорные платы и оперативную память, располагаются в центральной стойке (СЕС). Процессоры и микросхемы ОЗУ заключают в специальные конструктивные элементы, названные в IBM книгами. Книги помогают предохранять компоненты от физического повреждения и электростатического разряда, способствуют правильному распределению потоков воздуха для наиболее эффективного охлаждения и т.д. Таким образом, главным в книге оказывается ее "переплет" ("обложка"). В книгу можно поместить процессорную плату (4 центральных процессора) - книг такого сорта может быть до трех. В книге может содержаться ОЗУ; по четыре книги ОЗУ объединяются в так называемую четверку (quad). Всего в системе может быть до пяти четверок (до 20 книг с микросхемами памяти).

IBM называет конструктив своей "системной" платы в S70 backplane (задняя плата), хотя к нему можно применять и термин midplane. Дело в том, что слоты для книг, вставляемых в эту плату, расположены по ее обеим сторонам (рис. 2). Из этого рисунка видно, что четверки (обозначенные буквами от A до Е) не обязательно занимают смежные слоты backplane. В слоты на backplane вставляются именно книги. Кроме собственно коннектора, надежному контакту с книгами способствуют направляющие, расположенные на backplane.

Приращение объема оперативной памяти идет именно четверками. Максимальную емкость ОП в 16 Гбайт можно получить, комбинируя три четверки емкостью 4 Гбайт каждая и две четверки емкостью по 2 Гбайт, или используя только четыре четверки из пяти доступных (при емкости 4 Гбайт на четверку). Кроме того, для достижения наивысшей пропускной способности ОЗУ нужно позаботиться о сбалансированной нагрузке на оба порта.

IBM переходит к PCI

Организация ввода/вывода в моделях S70 основана на использовании концентратора, имеющего порты (с пропускной способностью 500 Мбайт/с) к подсистемам ввода/вывода. Последние основаны на применении стандартных шин PCI c пропускными способностями 132 и 264 Мбайт/с для соответственно 32- и 64-разрядных шин. Несомненно, что использование PCI более привлекательно для пользователей по сравнению с традиционной для IBM Microchannel. Отметим, что лишь 64-разрядные PCI-шины превосходят последнюю по пропускной способности. Интересно, что Sun в серверах Enterprise 6000/10000 все еще не отказалась от "родных" шин SBus в пользу PCI.

Вообще в S70 может быть от 4 до 16 шин PCI и до 56 слотов PCI (три из них постоянно заняты). Для сравнения, в SMP-узле HP V2200 может быть только 8 шин PCI и 24 соответствующих слота.

S70 стандартно поставляется в виде двух стоек - центральной CEC и стойки ввода/вывода. Последняя содержит так называемые "ящики" (drawers) ввода-вывода. В них и располагаются PCI-адаптеры и внешние устройства. Любая система содержит базовый ящик ввода/вывода, в котором размещается сервисный процессор, жесткий диск UltraSCSI емкостью 4,5 Гбайт, дисководы для компакт-дисков и трехдюймовых дискет и два PCI-адаптера Fast&Wide SCSI-2.

К системе могут подключаться дополнительные стойки ввода/вывода. Сервер может иметь не более четырех ящиков ввода/вывода, каждый из которых обеспечивает передачу данных со скоростью 500 Мбайт/с, поддерживает пять 64-разрядных и девять 32-разрядных PCI-слотов. В максимальной конфигурации сервер имеет 48 монтажных отсеков для SCSI-дисков с горячей заменой (по 12 на ящик ввода/вывода) и 10 монтажных отсеков для внешних устройств со съемным носителем.

Серверы S70 комплектуются дисками емкостью 4,5 и 9,1 Гбайт (Fast&Wide и UltraSCSI); возможна поставка RAID-массивов и устройств с интерфейсом SSA. Cреди ленточных устройств поставляются, в частности, 4-мм DAT (емкостью 4 или 8 Гбайт) и 8-миллиметровые накопители емкостью до 40 Гбайт. Общая емкость внешней памяти в S70 может достигать 15 Тбайт.

Целый ряд особенностей (в том числе поддержка горячей замены вентиляторов, источников питания и др.), а также возможности построения кластерных систем высокой готовности говорят о том, что IBM ориентирует данный сервер на работу с критически важными приложениями.

В любом случае ясно, что IBM решительно повернулась лицом к большим SMP-системам. Интересно, что будет следующим шагом - ссNUMA?

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями