Проект The Machine
Проект The Machine, начатый два года назад с назначением Мартина Финка на должность директора HPLabs, акцентируется именно на фундаментальных изменениях в самих принципах организации компьютеров.
Источник: HP

Открывая форум Discover2014, генеральный директор компании Hewlett-Packard Мэг Уитман отметила: «HP накопила множество отдельных технологий и сегодня пришло время объединить их в единое целое, а к концу десятилетия создать новую революционную архитектуру, формирующую новый стиль ИТ, который изменит все». Действительно, бизнесу сегодня требуется ускорение вхождения в облака, средства работы с Большим Данными, динамические ЦОД нового поколения, поддержка мобильности, увеличение производительности труда, модернизация ИТ-инфраструктуры и приложений, оптимизация работы удаленных офисов, причем справиться с этими задачами бизнес намерен при неизменных ИТ-бюджетах. Однако традиционные инфраструктуры ИТ, состоящие из отдельных серверов, систем хранения и сетей не в состоянии решить эти проблемы.

В Gartner подсчитали, что мировой объем инвестиций в аппаратное обеспечение и среды Больших Данных увеличится с 9,4 млрд долл. в 2014 до 15,7 млрд в 2017 году, поэтому неудивительно, что многие анонсы Discover2014 были связаны с созданием адаптивных средств надежной работы в реальном времени с большими массивами разнородных данных.

В период с 2012-го по 2016 год среднегодовой рост рынка памяти на флэш-массивах будет составлять 59% и в результате годовой объем продаж таких систем составит через два года 6 млрд долл., однако массовому переходу на такие массивы в корпоративном секторе мешают относительно высокая стоимость, ограниченная масштабируемость и отсутствие гарантий по отказоустойчивости. Для устранения подобных помех в HP усовершенствовали флэш-массив HP 3PAR StoreServ 7450, снабдив его аппаратно ускоренным механизмом первичной дедупликации реального времени, программным обеспечением экономного клонирования и новыми твердотельными накопителями емкостью 1,92 Тбайт на базе флэш-памяти с многоуровневыми ячейками.

"Снижение стоимости и повышение надежности твердотельных накопителей свидетельствуют о том, что флэш-революция уже началась», — отметил Дэвид Скотт, генеральный менеджер HP Storage, в прошлом генеральный директор 3PAR. Помимо пятилетней гарантии на флеш-массивы для обеспечения надежной предсказуемой защиты данных в непредсказуемом мире, вместе с PAR StoreServ 7450 предлагаются решения копирования и сжатия данных StoreOnce Backup Systems, 3PAR Thin Deduplication и HP 3PAR Thin Clones, которые в сочетании со средствами резервирования и дедупликации позволяют почти на 75% уменьшить потребность в емкости носителей, избавляя ИТ-администраторов от необходимости вручную распределять задачи резервного копирования между накопителями. Кроме этого средствами программного обеспечения HP StoreOnce Federated Catalyst можно консолидировать разрозненные инфраструктуры резервного копирования для формирования единого пула защищенных данных емкостью свыше 17 Пбайт.

Во всем мире сегодня тратится 46 млрд долл на обеспечение информационной безопасности, но и это не гарантирует надежной сохранности конфиденциальных данных, средства защиты часто не успевают реагировать на новые угрозы – при работе с Большими Данными и особенно неструктурированного контента актуальность защиты возрастает многократно. Компания HP выпустила комплекс решений Atalla по интеллектуальной защите ценной информации на всем протяжении ее жизненного цикла независимо от места ее хранения и использования (облако, локальная среда, мобильные устройства). В условиях роста киберугроз вопрос уже не в том, будут или нет взломаны корпоративные системы, а в том, что делать, когда это произойдет, поэтому на первый план выходит шифрование, позволяющее защитить любые передаваемые по открытым сетям данные, в том числе неструктурированные. Система HP Secure Encryption консолидирует и автоматизирует управление шифрованием, предотвращая неавторизованный доступ к конфиденциальным данным и упрощает управление ключами шифрования в распределенной среде, причем интеграция с аппаратными решениями позволяет защитить ключи шифрования без снижения производительности. Решения Atalla Cloud Encryption и Information Protection and Control обеспечивает удобное шифрование и управление ключами в частном, публичном или гибридном облаке – специальный механизм шифрования гарантирует непрерывную защиту данных независимо от того, куда они перемещаются на протяжении всего их жизненного цикла.

«Сегодня глобальные организации буквально соревнуются друг с другом в том, кто развернет больше облачных продуктов и сервисов. Облачный бум создает риски защиты конфиденциальной информации, совместимости и качества, — отметил Мартин Финк, директор HPLabs. — Сеть HP Helion Network объединяет поставщиков сервисов и технологических партнеров для создания открытой экосистемы работы в облаках». По мнению Финка, пришло время забыть про корпорации в их нынешней форме офисов, зданий и корпоративных ЦОД. Amazon и Google — это только начало, и грядут фундаментальные изменения на рынке. В 2014 году проникновение облаков в корпоративный сектор составило лишь 7%, а в 2018 году ожидается 40%, однако традиционные корпоративные ЦОД, представляющие собой закрытую системы, не способны поддерживать темп, потоки и масштабы, требуемые для поддержки современных облаков. Глобальная экосистема HP Helion Network для ускорения вхождения корпораций в облака предлагает пользователям открытую, безопасную и гибкую гибридную среду, не привязанную к конкретному поставщику решений, что позволяет свободно переносить нагрузки между локальной средой и облаком, а с помощью инфраструктуры HP OpenStack адаптировать приложения для облачной среды. Конкретные системы для данного стека решений: HP Virtual Cloud Networking SDN Application – сетевой сервис организации одновременной работы тысяч пользователей с разделяемыми ресурсами гибридных облаков; HP FlexFabric 7900 – инфраструктура управления производительностью сети; HP Virtual Application Networks SDN Controller – управление гибридными облаками; HP Helion Development Platform – средства быстрой разработки масштабируемых приложений, работающих как в традиционных, так и в облачных средах.

Существующие сегодня технологии создания высокопроизводительных систем уже не способны обеспечить быстродействие, энергопотребление и масштабирование, требуемое для обработки нынешних потоков разнообразных данных. Предлагаемый компанией суперкомпьютер Apollo 8000 с жидкостным охлаждением можно считать очередным шагом к экзафлопсным системам. В каждой стойке производительностью 250 TFLOPS размещается 144 серверов-лезвий на процессорах Xeon E5. По сравнению с аналогичными решениями, системы Apollo 8000 и Apollo 6000 (с воздушным охлаждением) обеспечивают в четыре раза выше производительность на единицу площади, при расходе энергии меньше на 46%, что дает возможность сократить эксплуатационные затраты. Данные системы позволяют выполнять, например, аналитику в реальном времени потоков информации телевизионного вещания или социальных сетей.

«Фундаментальные компьютерные архитектуры не изменялись на протяжении последних 60 лет, однако новый стиль ИТ требует принципиально новых решений, позволяющих преодолеть физические ограничения существующих технологий», — отметила Уитман, представляя блок перспективных решений HPLabs, вызвавших вполне естественный повышенный интерес участников Discover2014.

Конечно, нынешние архитектуры более эффективны, чем предыдущие, однако и в современных до 90% времени и энергии тратится на перемещения данных через медные проводники между процессорами и разными уровнями памяти, а не на выполнение полезной работы с информацией. Проект The Machine, начатый два года назад с назначением Финка на должность директора HPLabs и привлекший 75% ресурсов лаборатории, акцентируется именно на фундаментальных изменениях в самих принципах организации компьютеров.

Исследователи HPLabs делают ставку на мемристорную память, использующую для хранения информации ионы вместо электронов (которые пока останутся объектом манипулирования микропроцессоров), а также на кремниевую фотонику, призванную заменить оптикой все медные проводники как внутри серверов, так и для соединения их стоек. Суть проекта The Machine – заменить корпоративный ЦОД одной машиной размером с современный холодильник, в которой пул специализированных вычислительных узлов, выполняющих конкретные приложения, будет через оптоэлектронную сеть общаться с пулом одноранговой универсальной памяти. Роль специализированных узлов выполняют уже коммерческие, устанавливаемые, например, в суперкомпьютеры Apollo, серверы HP Moonshot — также проект HPLabs, завершившийся в 2013 году. Эти системы на 80% компактнее аналогичных серверов, предлагаемых сегодня на рынке, при цене на 77% меньше и на 89% меньшем потреблении энергии.

Сердце The Machine – память на мемристорах. Коммерческие чипы на мемристорах появятся на рынке в 2015 году, а в конструктиве DIMM — к 2016 году. Первые периферийные устройства на базе архитектуры The Machine ожидаются в 2017 году. Мемристорная память – физическая основа универсальной памяти, устраняющей необходимость в нынешней иерархии систем хранения (SRAM, DRAM, флэш-массивы, жесткие диски). Для соединения между собой пулов такой памяти и стоек систем новой архитектуры в The Machine будет применяться кремниевая фотоника, позволяющая разносить узлы и стойки на практически неограниченное расстояние без потери производительности. Пропускная способность канала на фотонике — 6 Tбит/c; сообщается о возможности подключения в экспериментальных образцах до 160 стоек с возможностью адресации любого байтa суммарного пула памяти при времени доступа не более чем 250 нс. Прототипом средства управления для The Machine будет инструментарий Loom, позволяющий с единой консоли управлять тысячами физических серверов и до 40 тыс. виртуальных машин.

Большинство программ, созданных за последние 50 лет, были написаны в предположении, что памяти всегда мало, и она медленная, а процессоры быстрые. Сегодня флэш-массивы отчасти меняют эту парадигму, но, учитывая, что иерархия все равно сохраняется, усложняя работу, вполне естественно, что для The Machine потребуется новая операционная система. Работу над ней в 2014 году уже начала команда разработчиков HP Labs, в которой собрались специалисты по Windows, Linux, HP-UX, Tru64 и NonStop. Открытая Machine OS планируется к поставкам в серверной версии Linux, клиентском варианте Android и будет способна управлять огромным пулом однородной высокоскоростной памяти на мемристорах с единой адресацией.

Официального плана выхода коммерческих систем архитектуры The Machine пока нет, известно лишь, что в 2017 году появится бета-версия Machine OS. В 2018 году планируется промышленная эксплуатация Machine OS и появление прототипа, а на 2019-й ожидается выход промышленной версии Machine и комплекта ее периферийных устройств. На замечания скептиков, напоминающих, что между исследованиями и продуктом лежит большая дистанция, особенно учитывая задержки с появлением мемристоров, Финк заметил: «Если вы хотите реально пересмотреть компьютерные архитектуры, то сегодня как раз самое время для этого. У нас есть команда полных энтузиазма опытных специалистов, знающих, как сделать The Machine».

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями