«Открытые системы»
IBM знакомит специалистов с основными возможностями нового поколения процессоров Power
На ежегодном форуме IBM Technology Forum в Москве, посвященном достижениям в области технологических средств и программного обеспечения Голубого Гиганта, вице-президент по развитию бизнеса IBM System Карл Фронд рассказал о разработке нового процессора, выпуск которого ожидается в середине лета, и особенностях его архитектуры.
На чем основан подход IBM к инновациям, что является их двигателем?
Есть три двигателя инноваций: снижение издержек, обеспечение устойчивости бизнеса и результаты. Необходимость снижения издержек очевидна, устойчивость бизнеса в данном случае зависит от способности инфраструктуры непрерывно поддерживать деятельность и при этом обеспечивать качество предоставляемых услуг. Говоря о результатах, мы имеем в виду новые приложения, более высокую степень их эластичности и новые возможности для ведения бизнеса.
Чтобы микропроцессор оставался рентабельным, нужны большие объемы производства и сбыта. Иначе экосистема, которая образуется вокруг данной технологии, окажется слишком хрупкой. Линейка процессоров Power имеет в этой связи одно очень важное преимущество. Большое количество процессоров этой архитектуры используется не только в компьютерах, но и в специализированных устройствах: сетевом оборудовании, бортовых системах автомобилей и летательных аппаратов, телевизионных и игровых приставках и т.д. Это обеспечивает большие объемы продаж и позволяет наращивать инвестиции в развитие платформы.
В то время как некоторые компании свернули производство микропроцессоров, IBM увеличивает капиталовложения в производство, в том числе в производство процессоров серии Power, которые используются не только в компьютерах, но и в игровых приставках Sony PlayStation, Microsoft Xbox и др. IBM полагается на собственные производственные мощности и исследовательские подразделения, и, наверное, поэтому удалось поднять вдвое тактовую частоту Power6, не увеличив энергопотребление, — это заслуга нашей фирменной технологии Stressed Silicon.
В чем состоят архитектурные и схемотехнические новшества Power6?
Новая модель будет производиться по 65-нанометровой технологии. При этом тактовая частота достигнет 4-5 ГГц, а благодаря новым транзисторам и специальным механизмам балансировки нагрузок энергопотребление останется на прежнем уровне. Обновлена подсистема управления памятью — теперь в ней работают два контроллера, она обладает более высокой пропускной способностью. На этой основе реализованы новые возможности.
Наличие аппаратного модуля операций с плавающей запятой не только ускоряет обработку соответствующих чисел до семи раз, но и обеспечивает выполнение нормативных требований по точности вычислений.
Аппаратный механизм распараллеливания позволяет ускорить обработку графических, видео- и аудиоданных, а также решение научных и аналитических задач с помощью набора векторных команд AltiVec.
Начиная с Power4 мы осознали, что для улучшения возможности масштабирования необходимо интегрировать контроллер шины Fabric Bus Controller в процессор; при этом желательно, чтобы его частота повышалась по мере роста нагрузки. Примерно так же, как пакеты передаваемых сообщений рассыпаются по сети, процесс коммутации распределяется по всем процессорам, и таким образом устраняются узкие места в системе.
Используется ли при создании новых систем и процессоров опыт IBM в области мэйнфреймов?
Мэйнфреймы действительно отличаются высокой степенью готовности оборудования, имеют мощные средства виртуализации и просты в обслуживании. Пользователи монолитных систем очень хорошо знают, чего они хотели бы от новой платформы. Поэтому мы перестроили процесс разработки продуктов и консолидировали группы специалистов. Например, в группе микропроцессоров в комплексе изучают проблемы и решают задачи оснащения машин всех серий. Опыт в области мэйнфреймов может, таким образом, конструктивно использоваться для каждого продуктового направления. Важно отметить, что процессоры, встраиваемые программы и операционные системы разрабатывают одни и те же команды специалистов. Поэтому мы можем более эффективно решать конкретные задачи.
Например, одно из самых впечатляющих новшеств в Power6 — развитие возможностей виртуализации. Имеется возможность перемещения разделов (это аналог виртуальной машины) между различными физическими серверами, практически не прерывая работы, вместе с операционной системой и приложениями. Это можно использовать при обновлении платформы, проведении профилактических регламентных и экстренных работ без остановки работы приложения. Данное свойство реализовано на аппаратном уровне с помощью встраиваемого программного обеспечения.
Что можно сказать о средствах обеспечения надежности нового процессора?
В Power6 реализован ряд технологий, с успехом применяемых в мэйнфреймах. Их смысл в том, чтобы выявлять и тут же исправлять ошибки, которые потенциально могут вызвать аварийное завершение приложения или операционной системы. Поэтому перед каждым процессорным циклом делается «моментальный снимок» состояния системы, и при обнаружении ошибки это состояние восстанавливается и цикл выполняется повторно с последней контрольной точки. Если же это не исправляет положения дел, средства горячего резервирования позволяют продолжить обработку на другом процессоре, при этом особому контролю подвергаются каналы процессор-память. Дополнительную надежность обеспечивает механизм ключа защиты памяти, благодаря которому удается избежать аварийного завершения операционной системы в 50-60% случаев.
Какими видятся области применения новых процессоров?
Высокая тактовая частота нового процессора открывает широкий диапазон возможных областей его применения — это и научные задачи, и прогнозирование климата, и системы обработки транзакций в корпоративных системах, государственных органах и в образовании. Особо перспективным мы считаем применение Power6 в банковском и финансовом секторе, а также в телекоммуникационной отрасли. Именно здесь заказчикам нужна высокая производительность, сочетающаяся с реальной поддержкой виртуализации, и ясная перспектива технического развития программно-аппаратной платформы.
Как будет осуществляться переход на новую платформу?
Мы учли пожелания клиентов, и при замене процессора в сервере сохраняются системы управления памятью и вводом/выводом. Нужно установить только новое гнездо процессора и блок питания, при этом серийный номер сервера не меняется. Это упрощает решение задач учета активов и управления инфраструктурой. Техническая и консультационная поддержка будет осуществляться через партнеров и подразделение IBM Global Technology Services.