Bull и Kraftway представили серверы с процессорами Itanium 2
Многопроцессорные серверы с общим полем оперативной памяти Bull NovaScale могут послужить примером типичных аппаратных решений в современных высоконадежных масштабируемых SMP-cерверах старшего класса

Разработчики микропроцессоров, гнавшиеся за ростом тактовых частот, отступили перед проблемами технологии: с токами утечки справиться как следует не удалось. Теперь вместо роста тактовых частот в процессорах архитектуры х86 в Intel и AMD предлагают рост числа процессорных ядер в микросхеме. Значит, производительность одного процессора расти не будет: нужно распараллеливать приложения, что довольно сложно.

Это может дать фору тем процессорам, микроархитектуру которых планировалось существенно усовершенствовать, и в первую очередь Itanium 2. Быть может, в новых условиях Itanium 2 существенным образом обойдет по производительности линейку IA-32/EM64T. (Речь, прежде всего, идет о производительности целочисленной, наиболее важной для бизнес-приложений: на «плавающей точке» Itanium 2 и так впереди.)

Многопроцессорные серверы с общим полем оперативной памяти Bull NovaScale, которые построены как раз на процессорах Itanium 2, могут послужить примером типичных аппаратных решений в современных высоконадежных масштабируемых SMP-cерверах старшего класса.

Интерес к этим серверам представляется двояким. Во-первых, известный отечественный производитель компьютерных систем Kraftway поставляет OEM-версии данных серверов — G-Scale 60хх. Во-вторых, Bull — компания европейская (а не американская или, скажем, тайваньская), что в наши дни становится редкостью. К тому же Bull имеет богатую историю; достаточно, к примеру, вспомнить мэйнфреймы GCOS. Подобные фирмы в мире можно пересчитать по пальцам, и это, несомненно, дает ей преимущества в глазах солидного консервативного клиента.

Одной из основных составляющих стратегии разработчиков NovaScale была ориентация на использование — по возможности более полное — стандартных, доступных на рынке аппаратных компонентов, что должно уменьшить стоимость серверов. Отсюда и выбор процессоров (предполагается, что Itanium 2 вытеснит своих RISC-конкурентов), набора микросхем (i8870 позволяет строить ccNUMA-системы), а также четырехпроцессорных плат Quad Brick Block (QBB) производства Intel.

Основных архитектурно-строительных компонентов в NovaScale три. Кроме QBB, это модули ввода/вывода Input-Output Block (IOB) и межсоединение Fame Scalability Switch. Собственно, основой архитектуры Fame (т. е. «слава» в переводе с английского) серверов NovaScale и служит межсоединение FSS собственной разработки Bull, которое определяет их общий архитектурный облик.

Модули QBB содержат четыре процессора Itanium 2 (вплоть до Itanium 2/9M c частотой 1,6 ГГц) и оперативную память. Доступ процессоров в память, расположенную на QBB, осуществляется через микросхему Scalability Node Controller (SNC), входящую в состав i8870. Пропускная способность локальной памяти равна 6,4 Гбайт/с, что может быть узким местом архитектуры. Это далеко не всегда способно компенсироваться высокой емкостью кэш-памяти Itanium 2. Суммарная пропускная способность всех портов SNC составляет 25 Гбайт/с, а всей оперативной памяти сервера — превышает 50 Гбайт/с. Серверы могут содержать до восьми QBB (до 32 процессоров) и до 128 cлотов модулей памяти DIMM DDR200/266. Память с четырехкратным расслоением имеет суммарную емкость от 8 Мбайт до 512 Гбайт.

Высокие характеристики масштабирования серверов определяются возможностью независимого наращивания числа блоков QBB и IOB. В блоках IOB также используются стандартные компоненты.

В блоке IOB всего обеспечивается восемь шин PCI-X (пять слотов с частотой 133 МГц, шесть — с частотой 100 МГц). Пиковая пропускная способность ввода/вывода равна 6 Гбайт/с, а поддерживаемая — 2 Гбайт/с.

FSS в своей основе имеет разработанный Bull специальный процессор, построенный по технологии 0,18 мкм с медными соединениями и содержащий 60 млн. транзисторов.

При размере 18х18 мм эта микросхема имеет 1520 контактов. Порты коммутатора FSS работают на частоте 2,5 ГГц. Конструктивно 32‑процессорный сервер состоит из модулей, содержащих до четырех блоков QBB и до двух блоков IOB, а также два коммутатора FSS — с целью образования отказоустойчивой конфигурации и повышения пропускной способности. Модули соединяются между собой посредством четырех портов eXtended Scalability Port (xSP) с общей пропускной способностью свыше 25 Гбайт/с. Четверть пропускной способности FSS отдана подсистеме ввода/вывода.

Кроме высокой пропускной способности, применение FSS позволяет достигнуть хорошего отношения времени обращения в удаленную оперативную память ко времени обращения в локальную память на QBB — 3:1. Для памяти, расположенной на другом QBB, но в том же модуле, это отношение еще лучше — 2:1. В первых ccNUMA-системах, как утверждают в Bull, это отношение доходило до 15:1. При отношении до 3:1 некоторые из разработчиков предпочитают говорить об SMP-архитектуре (то есть почти «однородной» архитектуре памяти). Поскольку вся оперативная память является общей для всех процессоров, для обеспечения когерентности кэша используется специальный «эффективный фильтр», уменьшающий соответствующий трафик.

Серверы NovaScale имеют высокую плотность упаковки серверов. Система из 16 процессоров, включающая четыре платы QBB и две платы IOB вместе с вентиляторами и блоками питания занимает всего треть кубометра. Kraftway поставляет свои серверы G-Scale в стойке высотой 36U.

Разработчики подчеркивают высокий уровень готовности серверов, который обеспечивается избыточностью всех системных компонентов; единая «точка сбоя» отсутствует. Блоки электропитания и вентиляторы (а также — теоретически — платы PCI) имеют аппаратную поддержку возможностей горячей замены. Для обеспечения целостности данных все информационные тракты защищены кодами, выявляющими или автоматически исправляющими сбои.

Как и другие серверы данного класса, NovaScale имеет средства динамического разбиения на домены (до четырех доменов). Это кроме целей обеспечения высокой готовности позволяет решать задачу консолидации серверов с балансировкой загрузки между «серверами»-доменами. Причем в разных доменах могут работать различные операционные системы — Linux, Windows Server 2003 и даже «старинная» GCOS. Реализована также возможность оперативного подключения пользователем дополнительных процессоров (power on demand) при возникновении неожиданных пиковых нагрузок.

Как для целей высокой готовности, так и для достижения большей гибкости архитектуры возможно построение кластерных конфигураций c применением различных типов межсоединений.

Несомненно, область применения серверов NovaScale достаточно универсальна и охватывает как критические бизнес-приложения, так и высокопроизводительные приложения научно-технического характера, особенно требующие оперативной памяти большой емкости. Kraftway предлагает свои серверы G-Scale центрам обработки данных министерств и ведомств, крупным предприятиям и научным организациям. Типичными бизнес-приложениями, где могут понадобиться такие мощные серверы, являются сложные задачи ERP, DSS, СRM, OLTP, работа с хранилищами данных и др.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями