Многие корпорации по-прежнему используют сегодня платформы RISC/Unix для развертывания бизнес-критичных приложений и не планируют переносить их на серверы стандартной архитектуры. Например, в RISC-процессорах намного раньше, чем в Intel Xeon, были реализованы функции обеспечения высокой доступности — вплоть до конца прошлого десятилетия компания Intel продвигала Itanium как процессор для бизнес-критичных приложений и только относительно недавно начала применять в Xeon расширенные механизмы защиты от сбоев. Всплеск интереса к платформе RISC возник со стороны интернет-компаний наподобие Google, которым требуются масштабируемые ЦОД, не «привязанные» к планам развития процессоров только одного производителя, поэтому они используют альтернативные серверные платформы на базе RISC-процессоров ARM и POWER. Наконец, остаются корпоративные заказчики, по-прежнему использующие унаследованные специализированные приложения, написанные для Unix, для которых нет версии под Windows.

Разработчики компании давно включены в экосистему POWER — еще в 1990-е годы они принимали участие в создании первых многопроцессорных систем IBM RS/6000 [1]. Кроме того, у Bull имеется собственный центр разработки для ОС AIX, и сегодня Atos обеспечивает поддержку для более чем 600 заказчиков, использующих POWER с AIX или Linux. Процессоры POWER не получили широкого распространения на массовом рынке, однако они хорошо зарекомендовали себя для решения задач, требующих гарантированно высокого уровня отказоустойчивости. На системах с меньшим количеством ядер на процессор, чем в серверах стандартной архитектуры, серверы на платформе POWER демонстрируют более высокую загрузку оборудования и лучшую производительность.

Первые системы семейства Bull Escala были построены на базе процессоров PowerPC RS64 [2] и архитектуры PowerScale. За прошедшие годы в линейке Escala сменилось несколько поколений процессоров POWER, и сейчас используются многоядерные POWER8 [3]. Еще с середины 1990-х годов в Escala применяется масштабирование серверов с помощью архитектуры неравномерного доступа к памяти NUMA, позволяющей наращивать вычислительную мощность по мере роста нагрузки. За прошедшие годы существенно увеличилось число приложений для серверов Escala, на которых работают как разработанный для AIX коммерческий гипервизор PowerVM, так и популярный в мире Linux гипервизор с открытым исходным кодом KVM.

Поскольку традиционно основным назначением серверов Escala было обслуживание бизнес-критичных приложений, то развитие архитектуры шло именно в направлении обеспечения высокой доступности. Например, уже давно в этих серверах применяется технология логических разделов (LPAR), позволяющая безопасно запускать на одном сервере несколько приложений и в режиме онлайн перераспределять между ними ресурсы. В Escala применяются механизмы защиты от ошибок в модулях оперативной памяти и средства диагностики оборудования, помогающие оперативно выявить аппаратный сбой еще до того, как будет нарушена нормальная работа приложений.

Сегодня линейка Bull Escala включает три серии серверов. Процессорные модули двухсокетных Escala M и E содержат два процессорных чипа, каждый из которых имеет до шести процессорных ядер, 24 шины PCIe Gen3 и четыре шины DMI (Differential Memory Interface). Процессорный модуль серверов Escala L содержит один чип с 12 ядрами, 32 шинами PCIe Gen3 и восемь шин PCIe Gen3. В модульных серверах серий Escala M и серверах начального уровня серии Escala E имеются два процессорных сокета, соединенных шиной, обеспечивающей пиковую пропускную способность 1024 Гбит/с. Кроме того, процессоры соединены с модулями памяти DIMM 16 шинами с суммарной пропускной способностью 384 Гбит/с. Эти двухсокетные серверы оснащены 96 шинами PCIe Gen3 с пиковой производительностью 192 Гбит/с. Благодаря высокой мощности этих межсоединений в устоявшемся режиме подсистема ввода-вывода поддерживает пропускную способность на уровне 164 Гбит/с.

Серверы Escala L в максимальной конфигурации имеют 16 процессорных сокетов (см. рисунок) с агрегированной пропускной способностью 2496 Гбит/с. В этих серверах используются 128 шин для соединения процессоров с памятью DIMM общей пропускной способностью 3686 Гбит/с и 512 шин PCIe Gen3 с пиковой производительностью 1024 Гбит/с.

Схема соединения процессоров в серверах Escala L
Схема соединения процессоров в серверах Escala L

 

Важное отличительное свойство платформы POWER8 — наличие средств защиты от сбоев, в том числе наличие технологий, служащих для предотвращения ошибок и их устранения на уровне процессорного ядра и кэш-памяти, а также минимизирующих последствия постоянных неустранимых сбоев. Серверы Bull Escala оборудованы специализированным сервисным процессором, который реализует алгоритмы обнаружения ошибок, изоляции сбоев и восстановления. Кроме того, в процессорный модуль интегрированы контроллер мониторинга энергопотребления и температуры, а также подсистема ввода-вывода. Используемый в серверах проприетарный модуль оперативной памяти обеспечивает высокий уровень отказоустойчивости, а платы адаптеров PCIe можно заменять в горячем режиме, как, впрочем, и диски, блоки питания и вентиляторы. На уровне микрокода серверов реализованы регулировка скорости вращения вентиляторов в зависимости от температуры и возможность удаления из конфигурации сервера сбойных компонентов без прерывания работы. В старших моделях серии L применяется резервирование для сервисного процессора и системных часов.

Модульные модели серии M (M6-800, M7-800 и M8-800) — это классические серверы корпоративного уровня, предназначенные для обслуживания таких бизнес-критичных приложений, как СУБД, системы ERP и бизнес-аналитики, и т. п. Они масштабируются с помощью объединяемых в единую систему четырехсокетных модулей высотой 4U, в каждом из которых устанавливается до 4 Тбайт оперативной памяти. В конфигурацию Escala M входит 2U-модуль управления системой. Младшая модель этой серии Escala M6-800 масштабируется до двух модулей с восемью процессорами POWER8 и 8 Тбайт оперативной памяти, а две другие — до четырех модулей с 16 процессорами и 16 Тбайт памяти. Основное отличие M7-800 от M8-800 — в модели используемых процессоров. В первой применяются 8- и 10-ядерные POWER8 с тактовой частотой 4,19 и 4,35 ГГц соответственно, а во второй — 12-ядерные POWER8 с частотой 4,02 ГГц. Таким образом обеспечивается масштабирование до 128, 160 и 192 процессорных ядер. Подсистема ввода-вывода Escala M6-800 расширяется до 92 слотов PCIe Gen3, а Escala M7-800 и M8-800 — до 192 слотов PCIe Gen3. Дисковая подсистема этих серверов в максимальной конфигурации (вместе с дисковыми полками расширения) насчитывает соответственно 3072 и 4032 накопителя.

Серверы начального уровня Escala Entry (серия E) представлены тремя моделями E2-800, E4-800 и E5-800 высотой 4U, оборудованными одним, двумя и четырьмя процессорами POWER8 и оперативной памятью 1, 2, 4 Тбайт соответственно. В эту серию входит и двухсокетный сервер E3-800 высотой 2U с памятью 1 Тбайт. Первые две модели этой серии поддерживают до 17 слотов PCIe Gen3, а остальные две — 31 и 51 слот. В корпус серверов серии E устанавливается до 12 жестких или твердотельных 2,5-дюймовых дисков, а с помощью внешних дисковых полок к ним можно подключить еще до 660 накопителей (модель E5-800 посредством дисковых полок масштабируется до 1538 дисков).

Для серверов Escala модульной серии и серии E предлагаются три пакета, расширяющих возможности стандартной версии ОС AIX. Пакет Operation Live Migration (OLM) обеспечивает перенос СУБД Oracle на Escala с Unix-серверов AIX, HP-UX и Solaris с синхронизацией исходной и новой баз данных средствами Oracle Stream. Пакет Optimal Database Booster (ODB) улучшает производительность баз данных Oracle за счет использования флеш-памяти, в которую переносятся «горячие» данные, — ODB обнаруживает объекты базы, которые интенсивно используют процессы ввода-вывода, и переносит их на SSD. Работа с пакетом ODB не требует изменений в инфраструктуре базы данных — например, в механизмах ее репликации, резервного копирования и защиты от катастроф. Пакет Application Rollover Facility (ARF) обеспечивает высокую доступность и защиту от аварий приложений Escala благодаря развертыванию катастрофоустойчивого кластера, имеющего общую для всех узлов систему хранения и единый механизм контроля за состоянием узлов (ARF поддерживает дисковые массивы EMC и NetApp).

Серверы серии L — это четыре Linux-сервера высотой 2U, поддерживающих Linux-дистрибутивы Red Hat, Ubuntu и SUSE. Серверы Escala L1-800 и L3-800 оборудованы соответственно одним и двумя процессорными сокетами и масштабируются до 1 Тбайт оперативной памяти. Модели Escala L1-OP80 и L3-OP80 аналогичны L1-800 и L3-800, но разработаны в рамках консорциума OpenPower Foundation. Серверы Escala L1-800 и L3-800 оптимизированы для развертывания корпоративных баз данных (Oracle, IBM DB2, PostgreSQL, SAP HANA, MySQL и MariaDB), а горизонтально масштабируемые Escala L1-OP80 и L3-OP80 специально предназначены для распределенной обработки больших объемов данных средствами Hadoop, Spark, HBase, MongoDB, Cassandra, JBoss и т. п. За счет вдвое более высокой производительности процессоров POWER8 по сравнению с Intel Xeon, продемонстрированной при выполнении тестов STAC-A2 [4], Linux-серверы Escala обеспечивают экономию на лицензиях, стоимость которых определяется количеством ядер.

Для применения Escala в качестве платформы развертывания облаков на базе OpenStack предлагается система PowerVC, консолидирующая виртуальные машины Escala, ресурсы систем хранения и виртуальные сети в единую облачную инфраструктуру, представляемую в качестве сервиса (IaaS). PowerVC позволяет собрать несколько физических серверов в управляемый пул, что упрощает создание и развертывание виртуальных машин на базе AIX и Linux. Автоматизация работы с такой виртуальной инфраструктурой обеспечивается благодаря применению популярных инструментов с открытым исходным кодом наподобие Chef или Puppet.

***

В Европе серверы Escala традиционно используются в государственном секторе, однако эти системы нашли применение и в коммерческих организациях, которым необходимы высокая производительность, отказоустойчивость и надежность. Серверы Escala серий M и E могут привлечь корпоративных заказчиков, продолжающих рассматривать платформу RISC/Unix как основу для развертывания своих бизнес-критичных приложений, а для горизонтально масштабируемых облачных конфигураций могут применяться Linux-серверы Escala, созданные в рамках проекта OpenPower.

Литература

  1. Виктор Шнитман. Архитектура PowerScale // Открытые системы. СУБД. — 1996. — № 4. — С. 11–17. URL: http://www.osp.ru/os/1996/04/178907 (дата обращения: 18.10.2016).
  2. Леонид Черняк. Серверы Bull: история и современность // Открытые системы. СУБД. — 2001. — № 7–8. — С. 10–16. URL: http://www.osp.ru/os/2001/07-08/180289 (дата обращения: 28.11.2016).
  3. Леонид Черняк. Power8 против x86 // Открытые системы.СУБД. — 2014. — № 5. — С. 38–40. URL: http://www.osp.ru/os/2014/05/13041827 (дата обращения: 29.11.2016).
  4. STAC Report: STAC-A2 on an IBM Power8 solution. URL: https://stacresearch.com/news/2015/03/12/stac-report-stac-a2-ibm-power8-solution (дата обращения: 29.11.2016).

Роман Гоц (roman.gots@atos.net) — директор по развитию бизнеса, «Atos Россия» (Москва).

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF