Choć nie sprzęt komputerowy, lecz oprogramowanie jest najważniejszym elementem każdego systemu informatycznego, to bez serwerów, monitorów i komputerów żadna aplikacja nie jest w stanie funkcjonować.

Wśród najbardziej widocznych zmian technologicznych na rynku IT można zauważyć popularyzację monitorów LCD, które na tzw. Zachodzie wyparły już z masowego rynku monitory CRT. Z drugiej strony do masowych zastosowań w komputerach PC wchodzą nowe technologie, takie jak PCI Express i Serial ATA. Oprócz tego do sprzętu przeznaczonego dla małych lub średnich firm zaczynają być wprowadzane rozwiązania dostępne jeszcze niedawno tylko we względnie drogich serwerach korporacyjnych. Jednymi z nich są mechanizmy wirtualizacji i platformy 64-bitowe.

Komunikacja tylko szeregowa

Dobrze znane od lat interfejsy równoległe PCI, ATA, IEEE 1284 czy AGP, a nawet SCSI to kategoria złączy skazanych na wymarcie. Są one coraz powszechniej zastępowane interfejsami szeregowymi - USB, PCI Express i Serial ATA, a wkrótce również Serial SCSI. W obecnym okresie przejściowym wiele modeli komputerów i sprzętu peryferyjnego jest więc wyposażanych zarówno w złącza równoległe, jak i szeregowe, co ułatwia migrację do nowych standardów i współpracę starszych modeli sprzętu z nowszymi.

Implementacja nowej generacji interfejsów może być obecnie podstawą do oceny, czy serwer, komputer lub drukarka jest modelem zgodnym z najnowszymi standardami, czy też sprzętem sprzedawanym w ramach wyprzedaży stanów magazynowych. Interfejs PCI Express zastąpić ma równoległe złącza PCI, AGP, CardBus i PCMCIA. Według ocen niektórych specjalistów proces transformacji do tego standardu będzie rozwijał się lawinowo.

Podstawową zaletą PCI Express jest blisko dwukrotnie większa szybkość transmisji niż w przypadku PCI - w podstawowej wersji x1 jest to 250 MB/s w jednym kierunku - i możliwość skalowania transmisji danych w ramach tego standardu do poziomu 8 GB/s. Inną jest funkcja Hot Swap umożliwiająca dołączanie i odłączanie urządzeń bez potrzeby restartu systemu. Warto również zwrócić uwagę, że PCI Express jest zgodne na poziomie sterowników ze starszymi wersjami złączy równoległych. Jest to interfejs również uniwersalny, który może być implementowany zarówno w wersji wewnętrznej, jak i zewnętrznej. Jego dodatkową zaletą - w porównaniu ze złączami AGP - jest też trzykrotnie większa dostępna moc zasilania wynosząca 75 W. Ma to znaczenie w przypadku wysokiej klasy podsystemów graficznych.

Specyfikacja PCI Express została opublikowana przez organizację PCI Special Interest Group (http://www.pcisig.com ) już ponad dwa lata temu.

Dopiero jednak obecnie interfejs ten wkracza do masowych zastosowań. Większość nowych modeli chipsetów zaczęła być bowiem standardowo wyposażona w kontrolery tego złącza.

Dyski i kontrolery SCSI były jeszcze do niedawna standardowym wyposażeniem serwerów. Obecnie w większości tanich modeli oferowane jest to jako opcja. Podstawowe wersje są już oferowane z napędami Serial ATA (SATA). Interfejs SATA ma podstawową przepustowość 150 MB/s, a więc niewiele większą od rozwiązań równoległych ATA (100-133 MB/s). W kolejnych wersjach ma być ona jednak zwiększana do 300 MB/s, a nawet 600 MB/s. Natomiast nowa, szeregowa wersja SCSI - tzw. SAS (Serial SCSI) - w podstawowej wersji ma już wydajność ponad 300 MB/s. SAS jest zgodny z SATA i umożliwia podłączanie dysków z szeregowym interfejsem ATA do szeregowego złącza SCSI (choć już nie na odwrót).

Największe zalety interfejsów szeregowych to przewidywana skalowalność umożliwiająca zwiększanie ich wydajności przez następne lata i mniejsze wymiary fizyczne pozwalające na zwiększenie gęstości upakowania elementów.

Platformy 64-bitowe

Pojawienie się na rynku 64-bitowych procesorów x86 - najpierw AMD wprowadził układy Opteron i Athlon 64, a później Intel Xeon i Pentium 4 - jest zapowiedzią masowej migracji systemów komputerowych na platformy 64-bitowe. Jej tempo trudno na razie przewidzieć, ale niektórzy obserwatorzy rynku sądzą, że już za rok większość modeli serwerów będzie wyposażona w procesory 64-bitowe.

Z punktu widzenia użytkowników najważniejsza jest oczywiście dostępność aplikacji wykorzystujących przetwarzanie 64-bitowe. Pod tym względem postęp jest niestety znacznie wolniejszy, niż chcieliby tego producenci procesorów. Zaletą nowej platformy jest jednak wsteczna zgodność, umożliwiająca uruchamianie programów 32-bitowych bez utraty wydajności lub problemów ze zgodnością. Dodatkowo niektórzy producenci, jak np. IBM, wycofują z oferty starsze serie serwerów, zastępując je nowymi wyposażonymi wyłącznie w układy 64-bitowe. Tymczasem są one sprzedawane w podobnej cenie, co układy 32-bitowe.

Należy też zauważyć, że choć procesory AMD i Intela różnią się zasadniczo pod względem architektury, są jednak układami zgodnymi na poziomie rejestrów i zestawu instrukcji. Oznacza to, że komputery zawierające te układy mogą bez problemu współpracować z tymi samymi wersjami systemów operacyjnych i aplikacji.

Zewnętrzna zgodność

Procesory 64-bitowe Opteron i Xeon zgodne są na poziomie rejestrów i zestawu instrukcji, ale ich architektura - szyny danych, kanały wymiany informacji między procesorami i urządzeniami peryferyjnymi - różni się znacznie. Jeśli chodzi o podstawowy rdzeń, to Nocona ma architekturę Xeon DP z technologią NetBurst, a więc wersją Pentium 4 wyposażoną w 1 MB pamięci podręcznej L2, zegar sięgający częstotliwości 3,6 GHz oraz możliwość pracy w systemach dwuprocesorowych. Komunikacja z pamięcią, urządzeniami zewnętrznymi i wymiana danych między współpracującymi procesorami jest obsługiwana przez współdzieloną szynę systemową o częstotliwości 800 MHz i przepustowości do 6,4 GB/s. Ponieważ przepustowość szyny systemowej ma zasadniczy wpływ na wydajność systemu, Intel zdecydował się na zwiększenie jej częstotliwości z 533 MHz do 800 MHz. Dodatkowo wyposażył ją w trzy kanały I/O standardu PCI Express o wydajności 4 GB/s każdy. Ich teoretyczna sumaryczna przepustowość 12 GB/s jest jednak ograniczona do 6,4 GB/s przez szynę systemową.

Zupełnie inne podejście zaprezentował AMD, który zamiast zwiększać częstotliwość szyny, opracował technologię HyperTransport wykorzystującą - zależnie od modelu procesora Opteron - do czterech niezależnych, równoległych szyn systemowych. Jedna z nich jest szyną dedykowaną, zapewniającą wymianę danych z pamięcią przy wydajności do 6,4 GB/s. Ponieważ każdy procesor Opteron dysponuje taką szyną, wydajność dostępu do pamięci w systemach wieloprocesorowych teoretycznie rośnie liniowo. Pozostałe trzy szyny służą do komunikacji pomiędzy procesorami i z urządzeniami peryferyjnymi przy sumarycznej wydajności maksymalnej sięgającej 19,2 GB/s. Opracowana przez AMD architektura HyperTransport jest szczególnie efektywna w systemach wieloprocesorowych. Procesory Intel Xeon ustępują pod tym względem układowi Opteron.

Wirtualizacja dla każdego?

Do najważniejszych zmian technologii związanych z serwerami można zaliczyć rozwój systemów umożliwiających efektywne skalowanie wydajności i zasobów, a więc popularyzację mechanizmów wirtualizacji i modułowych architektur komputerów. Do niedawna były to rozwiązania adresowane przede wszystkim do odbiorców korporacyjnych, obecnie zaś są wprowadzane również do niższej klasy systemów przeznaczonych dla firm średniej wielkości. Przykładowo, IBM rozszerzył ostatnio ofertę Express - wchodzą w nią rozwiązania właśnie dla sektora MSP - m.in. o systemy umożliwiające wirtualizację i skalowanie zasobów. Zaletą tego typu rozwiązania jest możliwość bardziej efektywnego wykorzystania sprzętu oraz minimalizacja niewykorzystanej mocy przetwarzania i pamięci. Wynika to z tego, że wirtualizacja zasobów pozwala na dynamiczne ich przydzielanie aplikacjom, które w danej chwili tego wymagają.