Architektura RISC bez kompleksów

Wypychanie dużej szafy

Mimo zmniejszenia zapotrzebowania na serwery, wyścig o wydajność i skalowalność serwerów RISC wciąż trwa. Podstawowa konkurencja dotyczy łącznej liczby procesorów, jaką można umieścić w pojedynczym serwerze. Pod tym względem na razie stawce przewodzi Sun Microsystems. W serwerach Sun Fire 15000 można umieścić do 72 procesorów UltraSPARC. Usuwając z obudowy część układów I/O, liczbę procesorów można jednak zwiększyć aż do 106.

Najwyższy model serwerów RISC IBM - p690 Regatta wygląda przy możliwościach Suna blado: można w nim umieścić zaledwie 32 układy. To jednak tylko pozory. IBM poszedł bowiem inną drogą, umieszczając dwa rdzenie procesorowe na jednej płytce krzemowej układów Power4/Power4+. Efekt - 32-procresorowy serwer Regatta należy do najszybszych serwerów na rynku, przebijając niejednokrotnie serwery 64-procesorowe.

IBM przedstawił niedawno nowy, odświeżony serwer p690 Regatta, mieszczący do 32 procesorów, który trafi do sprzedaży w czerwcu br. W nowej wersji zastosowano szybsze procesory i choć ich prędkość mierzona częstotliwością zegara wzrosła o 1/3 (nowe układy to Power4+ 1,7 GHz), to IBM zachwala, że wydajność systemu, także dzięki m.in. poprawionej obsłudze I/O, wzrosła w stosunku do pierwszej edycji Regatty aż o ok. 2/3.

W połowie przyszłego roku na rynku ma się pojawić następca Regatty - 64-procesorowy, a więc zawierający 128 rdzeni serwer pSeries o nazwie kodowej Squadron. Nowy serwer ma być znacznie szybszy dzięki wykorzystaniu nowych procesorów Power5. Przedstawiciele IBM twierdzą, że zastosowane w nich rozwiązania wielowątkowe (tzw. simultaneous multithreading, odpowiednik stosowanej przez Intela nazwy hyperthreading) pozwoli na 100-proc. skok wydajności w stosunku do serwerów z układami Power4. Każdy z układów będzie mógł wykonywać dwa wątki przy pełnym dostępie do zasobów komputera.

Pod koniec br. również Hewlett-Packard zamierza wprowadzić procesory 2-rdzeniowe PA-8800 (Mon-tecito), zwiększając w ten sposób liczbę układów w maszynach Superdome do 128. Jednocześnie jednak firma jest obecnie jedynym dużym producentem serwerów zdecydowanie wspierającym 64-bitową architekturę Itanium 2 i deklaruje, że zrezygnuje z rozwoju dwóch własnych linii układów RISC - PA-RISC i Alpha już w 2006 r.

Wielordzeniowe układy Itanium pojawią się na rynku najwcześniej dopiero za prawie 2 lata, dlatego Hewlett-Packard opracował technologię mx2 (kodowa nazwa Hondo), umożliwiającą połączenie na jednej karcie dwóch procesorów Itanium w jeden system. Oprócz procesorów karty mx2 będą zawierać dodatkową pamięć podręczną. Serwery wykorzystujące to dwurdzeniowe Itanium 2 mają się pojawić na rynku pod koniec tego roku. Także Sun Microsystems zapowiada wprowadzenie procesorów z dwoma rdzeniami. Według firmy dwurdzeniowe układy UltraSPARC IV będą umieszczane w serwerach wszystkich klas.

Więcej zadań jednocześnie

Drugim sposobem na zwiększanie wydajności jest wprowadzanie wielowątkowości na poziomie procesora. Chodzi o to, aby przetwarzanie wielu wątków mogło się odbywać rzeczywiście równolegle, a nie "prawie" równolegle, jak dotychczas. Tego typu funkcje wprowadził na razie tylko Intel, nazywając je hyperthreading.

W połowie przyszłego roku dołączy do Intela IBM. Serwery Squadron będą zawierać nowe dwurdzeniowe procesory Power5. Firma zapowiada, że o ile hyperthreading Intela pozwala uzyskać wzrost wydajności o 20-30%, funkcje procesorów Power5 określane jako simultaneous multi-threading umożłiwią podwojenie mocy obliczeniowej procesorów. Niezależnie od tego, nowe procesory mają także sprzętowo obsługiwać funkcje wykonywane dotychczas przez system operacyjny (np. obsługa TCP/IP), co jeszcze bardziej przyczyni się do zwiększenia wydajności serwerów.

Sun również stawia na wielowątkowość. W wyniku przejęcia firmy Afara Networks Sun pracuje nad nowymi procesorami SPARC, pozwalającymi na równoległe wykonywanie nie dwóch, lecz nawet 32 wątków jednocześnie. Jeżeli okaże się to możliwe, w niektórych zastosowaniach skok wydajności może być wręcz nieprawdopodobny i to bez zwiększania częstotliwości zegara procesora.

Przyspieszanie pracy serwerów firmy zamierzają też osiągać dzięki zwiększaniu pasma i szybkości wymiany danych między procesorami, między procesorami a pamięcią oraz zewnętrznymi odwołaniami I/O. Sun Microsystems i IBM planują w tym celu posłużenie się superszybką technologią InfiniBand.

Naprawy bez serwisanta

Obszarem, w którym konkurencja jest trudna, lecz opłacalna, jest automatyczna diagnostyka i wyłączanie uszkodzonych układów. W serwerach Sun Microsystems z serii Sun Fire 210/240 firma instaluje dodatkowe procesory tzw. systemowe, których zadaniem jest bieżące monitorowanie i kontrola prawidłowości pracy elementów komputera. W większych modelach Sun Fire 280/480/880 podobne funkcje można uruchomić, wykorzystując dodatkowe karty rozszerzeń zawierające procesory systemowe. Jeszcze w tym roku rozwiązanie to ma być dostępne dla modeli Sun Fire 12000 i Sun Fire 15000.

IBM natomiast opracował technologię łączenia procesorów w zintegrowane zespoły instalowane na specjalnych kartach, tzw. technologie MCM (MultiChip Module). W najnowszym serwerze p690 są wykorzystywane karty zawierające osiem układów.

Zaletą tego rozwiązania jest - wg IBM - możliwość szybszej wymiany danych między procesorami, a także współpracującymi z nimi pamięciami, a w efekcie uproszczenie systemu chłodzenia i zmniejszenie awaryjności systemu.

Niezależnie od tego, wszystkie modele serwerów pSeries są wyposażone w tzw. procesor serwisowy przeznaczony do bieżącej analizy stanu elementów systemu: procesorów, pamięci, płyt głównych itd. W przypadku, gdy systemowi grozi awaria, procesor ten automatycznie wyłącza odpowiedni element i - jeśli są dostępne dodatkowe układy "uśpione" (w systemie capacity on demand) - powoduje ich uruchomienie.


TOP 200