Если раньше сервер был ключевым звеном сети, то сейчас даже на небольших предприятиях имеется несколько систем, выполняющих рутинные задачи поддержки служб файлов и печати, передачи сообщений, решений по безопасности (например, брандмауэра и фильтров спама/вирусов), а также различных приложений. Покупка сервера перестала быть столь эпохальным событием, как ранее. Многие современные массовые продукты различаются только ценой и своим логотипом, но и сейчас выбор «правильного» сервера может оказать существенное влияние на степень удовлетворенности пользователей производительностью «их» программ и на пригодность этого решения для применения в ближайшем и более отдаленном будущем. Впрочем, тот факт, что этот показатель зависит не только от аппаратного обеспечения, неоспорим.
При покупке сервера концепция важнее, чем сама машина, с чем согласны все производители. Сюда можно отнести следующие факторы: срок и объем договора о сервисном обслуживании, кто поставляет оборудование, если это партнер, то какой квалификацией он должен обладать, а кроме того, следует учесть виды приложений, устанавливаемых на сервере. В первую очередь потенциальному покупателю следует понять, нужен ли ему сервер, ведь необходимые задачи можно выполнить и с помощью виртуальной машины. Последнее вполне возможно, если имеющиеся системы обладают достаточной вычислительной мощностью и доступной пропускной способностью подсистемы ввода/вывода.
Если новый сервер требуется центру обработки данных, то на первом плане — вопрос о процессоре. В отличие от ЦПУ классических настольных ПК, новейшие серверные процессоры оснащаются не менее чем двумя ядрами, большим кэшем, используют более быстрые интерфейсы с памятью и могут адресовать большие объемы данных в памяти. На рынке производители х86-совместимых микросхем AMD и Intel идут бок о бок: обе компании предлагают четырехъядерные процессоры, встраивают в свои ядра расширения виртуализации и придерживаются принципа наличия контроллера памяти на плате (Onboard Memory Controller). Последний уже реализован AMD, тогда как Intel лишь анонсировала отход от отдельных контроллеров памяти, а соответственно и архитектуры на основе системной шины (Front Side Bus, FSB).
Выбор процессора зависит от сферы применения или от используемого эталона. На данный момент процессоры Xeon от Intel показывают, судя по большинству тестов, лучшие результаты для многих приложений (см. Рисунок 1). Однако Opteron, который предлагает AMD, эффективнее справляется с задачами по виртуализации и значительно экономит электроэнергию, поскольку тактовая частота каждого ядра регулируется отдельно. Intel, в свою очередь, отвечает на это Deep Power Down Technology и тщательно проработанным технологическим процессом, который позволяет использовать более мелкие структуры, а следовательно, уменьшить расход энергии. Тем не менее, похоже, что более экономные серверы производителям удается создавать на основе процессора Opteron. Кроме того, процессоры AMD позволяют удлинить жизненный цикл продуктов. Многие разработки имеют общую основу, поэтому платы можно применять и расширять на протяжении двух поколений процессоров, то есть до четырех лет. Это сулит определенные преимущества небольшим предприятиям, где серверы модернизируются путем наращивания памяти и установки более быстрого процессора для удовлетворения возросших потребностей бизнеса. Крупные компании, как правило, отправляют серверы в утиль по окончании установленного срока.
ДА ЗДРАВСТВУЮТ ЧЕТЫРЕ ЯДРА!
В 2007 г. клиенты Intel могли воспользоваться преимуществом покупки четырехъядерного процессора на протяжении нескольких месяцев, в то время как Quad-Core Opteron от AMD появился на рынке лишь в сентябре. Главная причина — существенное различие принципиальной схемы продуктов: Intel объединила два двухъядерных процессора на одной подложке, а AMD разработала действительно четырехъядерный процессор, в котором все ядра размещены на одном кристалле. Существенна ли эта разница для пользователя? Думается, пока что нет. Распространение четырехъядерных процессоров еще слишком незначительно, и причина кроется в их стоимости. Желающим обзавестись сервером с одним или несколькими четырехъядерными процессорами придется выложить крупную сумму.
Как отмечают рыночные аналитики из компании Isuppli, цены на четырехъядерные процессоры превышают стоимость двухъядерных на 170%. Они рассчитывают, что пройдет около двух лет, пока произойдет достаточное снижение цен, чтобы эти системы нашли широкое применение. В III квартале 2007 г. по расчетам Isuppli, доля четырехъядерных компьютеров составила около 5%. В IV квартале этот показатель достиг 7%. Тем временем анонсирование продолжается: в ноябре Intel представила целую гамму новинок в области процессоров и наборов микросхем, в том числе 12 новых четырехъядерных процессоров с тактовой частотой системной шины до 1600 МГц и размером кэша до 12 Мбайт.
Конечно, дальнейшие разработки продолжаются и в области процессоров, не основанных на х86. Так, Itanium от Intel теперь доступен в виде двухъядерного процессора (Montvale), а четырехъядерный вариант под кодовым названием Tukwila ожидается в 2008 г.Дальнейшим развитием своего процессора RISC UltraSPARC занимается и компания Sun: появившийся осенью 2005 г. Niagara представляет второе поколение многопоточных процессоров (Chip Multithreading, CMT). Частота процессоров UltraSPARC T1 — лишь 1,2 ГГц, однако они способны одновременно обрабатывать до 32 потоков и обладают встроенным контроллером памяти. С появлением 64-поточного Niagara T2 открывается новая страница истории этого продукта. При разработке процессора были отброшены все элементы, не являющиеся крайне необходимыми. В результате создан процессор, отличающийся высокой производительностью, содержащий восемь механизмов шифрования, а также сетевые компоненты и интерфейсы PCI Express. Процессорами Т2 оснащаются Sun Blade 6320 (см. Рсиунок 2) и однопроцессорные системы Т5120 и Т5220. Однако на данный момент с Т2 работает только операционная система Solaris, сертификация для Linux ожидается позднее, а Windows поддерживаться не будет.
СЛИШКОМ МНОГО ПАМЯТИ НЕ БЫВАЕТ
Рабочая память в сервере всегда считалась большой ценностью. Слишком много ее никогда не было, а теперь, когда новые серверы приобретаются и для решений виртуализации, ее наличие (точнее, объем) актуальнее, чем когда-либо. Для нескольких ядер требуется немало памяти, иначе не будет никакого толку от высокой вычислительной мощности. Естественно, потребности зависят также от процессора или контроллера памяти. В настоящее время процессоры Opteron связывают с памятью два канала, не более чем четыре модуля на каждый. Иными словами, в сервере с четырьмя сокетами могут располагаться до 32 слотов DIMM. При DIMM размером в 4 Гбайт это составляет 128 Гбайт, или 8 Гбайт на одно ядро. AMD делает ставку на регистровые модули памяти (Registered Dual In-line Memory Modules, RDIMM) с экономичным энергопотреблением, в то время как Intel отдает предпочтение полностью буферизуемой памяти (Fully Buffered Dual In-line Memory Modules, FB-DIMM). Последние хоть и обеспечивают чуть более высокую пропускную способность, но потребляют дополнительную мощность, что уменьшает энергетическую эффективность.
Если планируемый сервер должен работать в качестве хоста для виртуализации или хранить важные для предприятия приложения, то встает вопрос о надежности. В этой области утвердились модули горячего резерва (Hot Spare Memory) и зеркалирование памяти (Memory Mirroring). При технологии Hot Spare Memory устанавливается модуль (банк) памяти, который при необходимости заменяет «коллег». Если в каком-либо модуле начинают возникать ошибки RAM, контроллер памяти деактивирует банк с неисправным модулем и переводит запросы на запасной банк. Однако при наличии ошибок сразу в нескольких модулях этот способ не поможет. Для таких случаев существует Memory Mirroring: эта технология сравнима с RAID 1 для жестких дисков, только содержимое одного банка памяти зеркалируется на другой. Почти все новые наборы микросхем поддерживают функцию Memory Mirroring — она активируется в BIOS и работает независимо от операционной системы. Очевидный недостаток технологии — дополнительные затраты и потеря полезного объема RAM для операционной системы и приложений.
СПРОС НА «ЗЕЛЕНЫЕ» СЕРВЕРЫ
Существуют два варианта исполнения серверов: автономный (отдельно стоящий) или стоечный в формате 19″. Запираемый корпус или хотя бы блокируемые элементы управления чаще встречаются у одиночных серверов. Если оборудование устанавливается в стойку, то производители исходят из того, что помещение ЦОД уже защищено от доступа посторонних лиц. Кроме того, ассортимент встроенных интерфейсов существенно сократился: клавиатура и мышь подключаются через USB, серийный (а нередко и параллельный) разъем отсутствует. Зачастую остаются только несколько разъемов USB, электрическая розетка, сетевой порт и графическая карта. Практичным оказалось размещение на передней панели 19-дюймовых устройств разъемов VGA и USB. Теперь администратор, которому требуется выполнить диагностику оборудования, может быстро подключить монитор и устройства ввода — ему уже не придется, как раньше, копаться среди проводов на задней стенке шкафа.
В настоящее время некоторые производители встраивают в сервер два блока питания, которые подключаются в зависимости от нагрузки. Экономия энергии в ЦОД является значимой темой. Блоки питания, обладающие высокой эффективностью, вносят существенный вклад в «зеленые» ИТ, равно как динамически регулируемые вентиляторы и, не в последнюю очередь, соответствующие процессоры и рабочая память. И AMD, и Intel предлагают ЦПУ с пониженным потреблением энергии. Для модульных серверов энергоэффективность особенно важна, поскольку на большие шасси при полном оснащении приходится нагрузка до 9 кВт. Если функции энергопотребления поддаются детальной регулировке, когда, к примеру, можно выбирать между высокой избыточностью или максимальной экономией энергии, то суммы в счетах за электричество становятся заметно меньше.
Вообще, охлаждение и энергоснабжение являются ключевыми критериями при выборе модульного сервера. Высокие нагрузки на современные модульные шасси приводят к тому, что имеющаяся электропроводка может стать ограничивающим фактором, когда речь заходит о приобретении серверов. Те, кто рассматривает модульный сервер как привлекательный вариант, поначалу задаются теми же вопросами, как и при выборе традиционного сервера. Сколько процессоров требуется? Какое количество банков памяти следует предусмотреть для каждого процессора? Велика ли возможная пропускная способность систем ввода/вывода? Далее к ним добавляются факторы, специфичные для модульных серверов, в частности, вопрос совместимости модулей с шасси: подходят новые модули к старым шасси и достаточно ли производительна объединительная плата, чтобы новый модуль хотя бы частично смог раскрыть свои преимущества? Для предприятий, не ограничивающих себя типовыми решениями, может быть интересен ассортимент поддерживаемых процессоров. Некоторые производители предлагают свои модульные серверы с процессорами Xeon, Itanium и Opteron, причем все для одного шасси.
ГРЯДЕТ ВИРТУАЛИЗАЦИЯ ВВОДА/ВЫВОДА
Производительность вычислительных устройств — это лишь одна сторона медали. Другой является проблема подключения этой производительности к сети или массовому хранилищу. Количество портов сети, Fibre Channel, iSCSI и Infiniband — фактор, в значительной мере определяющий, будет ли модульный сервер использоваться исключительно как вычислительный комплекс или выполнять операции с интенсивным вводом/выводом. Виртуализация ресурсов ввода/вывода пока пребывает в младенческом возрасте. Лишь немногим производителям удалось найти решение для обеспечения гибкого установления соответствия (в идеале, с возможностью конфигурации посредством программного обеспечения) между интерфейсами на обратной стороне и отдельными модулями. Похоже, это будет одной из важнейших тем грядущего года. В исследовании, проведенном Gartner в начале 2007 г., делается вывод, что к 2010 г. виртуализация систем ввода/вывода приведет к стиранию границ между сервером, сетевым коммутатором и сетями хранения данных (SAN). Менее провидческим, но очень важным представляется вопрос о способе подключения монитора и устройств ввода к портам модульных серверов: встроенный коммутатор KVM хоть и практичен, но так и не стал стандартом.
Внутренняя система хранения, напротив, мало актуальная тема для модульных серверов. Большинство производителей предлагают модули с одним или двумя жесткими дисками (см. Рисунок 3). Носители данных в 2,5-дюймовом формате потребляют меньше энергии, но до сих пор широко распространены и 3,5-дюймовые диски. Однако тенденция такова, что бездисковый модульный сервер становится все более востребованным. По прогнозам аналитиков Gartner, уже в 2008 г.более 50% всех модульных серверов будут продаваться без встроенной дисковой подсистемы. Среди автономных систем все еще распространены внутренние дисковые подсистемы. На плате должны быть интегрированы важнейшие интерфейсы: контроллеры SAS/SCSI и S-ATA RAID являются признаками хорошего тона.
Поддержка управления отвечает, скорее, за бесперебойную работу, а не за производительность. У серверов старшего класса интерфейс интеллектуального управления платформой (Intelligent Platform Management Interface, IPMI), безусловно, относится к базовому оснащению. Разработчики реализуют мониторинг практически для каждого критического элемента, к примеру, отслеживают количество оборотов вентилятора, температуру процессора или уровень напряжения. В этом классе важная роль отводится агентам SNMP, с помощью которых системы управления получают данные о работе сервера. В стоечных серверах стандартным средством стали контроллеры удаленного доступа (Remote Access Controller, RAC), позволяющие организовать доступ по внешнему каналу. В идеальном случае администратор может переадресовывать на RAC свои локальные приводы, например, для установки драйверов.
Унификация серверных систем продвинулась далеко вперед, это признают даже сами производители. Их совет: однородность в ЦОД важнее, чем пара сэкономленных евро. Даже если сервер выбранного ранее производителя подходит лишь на 95%, потребителям следует сделать выбор в его пользу. Преимущества в виде единой системы обновления драйверов, идеальной интеграции в существующее управляющее ПО или наличия проверенного партнера при возникновении проблем в значительной мере компенсируют технические недостатки и финансовые затраты.
Эльмар Торок — независимый автор.
© Awi Verlag