Kasety na celowniku

Serwery kasetowe to technologia, której rozwój warto obserwować. Spadek ich cen i wzrost funkcjonalności szybko zwiększa ich możliwości ekonomicznie i technicznie.

Serwery kasetowe to technologia, której rozwój warto obserwować. Spadek ich cen i wzrost funkcjonalności szybko zwiększa ich możliwości ekonomicznie i technicznie.

Maciej Rak, business development manager/blades, HP Polska

Maciej Rak, business development manager/blades, HP Polska

Udział serwerów kasetowych na świecie przekroczył ostatnio 10% całkowitej wartości sprzedaży, a według IDC w 2009 r. osiągnie 25%. W Polsce platforma ta jest jeszcze względnie mało popularna - nie więcej niż 5% sprzedawanych serwerów stanowią komputery kasetowe. Ale idąc za przewidywaniami analityków, praktycznie wszyscy producenci serwerów zaczynają się koncentrować na promocji i marketingu tej właśnie platformy. Zwłaszcza że nie tylko na świecie, ale również w Polsce jest to najszybciej rosnący segment rynku serwerowego. Na przykład Hewlett-Packard ujawnia, że w ostatnim roku odnotował wzrost sprzedaży tej klasy komputerów aż o 230%.

Trzeźwa ocena zalet i wad

Aktywność dużych producentów jest zrozumiała - kasetowe to segment, w którym konkurencja jest zdecydowanie mniejsza. Praktycznie tylko IBM, HP, Sun lub FSC oferują tego typu sprzęt, jeśli pominąć kilku również liczących się na rynku, ale mniejszych specjalizowanych dostawców, jak np. tajwański Nexcom lub Egenera (współpracująca zresztą z FSC). Ponieważ systemy kasetowe to rozwiązania wymagające opracowania kompletnej architektury zawierającej obudowy (z infrastrukturą zasilającą i komunikacyjną), serwery, moduły sieciowe i dyskowe, oprogramowanie zarządzające itd. - jest to zadanie trudne do realizacji przez mniejszych, lokalnych producentów.

Analitycy ostrzegają przed przecenianiem zalet architektury kasetowej. John Enck z Gartnera mówi wprost: "Znam bardzo wiele firm, które są rozczarowane systemami kasetowymi, z którymi wiązały znacznie większe nadzieje", ale jednocześnie dodaje, że nowe rozwiązania i technologie ostatnio wprowadzone przez producentów do najnowszych modeli serwerów wyglądają bardzo obiecująco. Natomiast Gordon Haff, analityk z Illuminata podkreśla, że każda firma "zamierzająca zainwestować w system kasetowy musi zastanowić się, czy zwiększenie zależności od pojedynczego producenta jej nie przeszkadza".

System kasetowy IBM BladeCenter H

System kasetowy IBM BladeCenter H

Serwery kasetowe są wciąż rozwiązaniami firmowymi i nie zmieniają tego nawet takie inicjatywy, jak podjęta ostatnio przez IBM, która opublikowała specyfikacje BladeCenter, aby zwiększyć zainteresowanie firm niezależnych opracowywaniem elementów dla jej systemu kasetowego. W efekcie w porównaniu ze standardowymi i uniwersalnymi stelażami zakup systemu kasetowego oznacza znacznie mocniejsze uzależnienie od ich dostawcy.

Kasety coraz tańsze

Przed kilku laty koszt sprzętu dla systemu kasetowego był o kilkanaście procent wyższy niż w przypadku podobnej wydajności systemów serwerowych wykorzystujących komputery stelażowe. Obecnie sytuacja ta uległa zasadniczej zmianie. Jak zapewnia Maciej Rak z HP Polska: "Cena systemu kasetowego jest porównywalna do ceny tradycyjnego, a w wypadku rozwiązań, które wykorzystują elementy Fibre Channel, cena zdecydowanie przemawia na korzyść technologii Blade".

Należy jednak pamiętać, że dotyczy to przede wszystkim dużych systemów. Istotnym, stałym elementem kosztów zakupu są bowiem względnie drogie szafy kasetowe. Ich wysoka w porównaniu ze stelażami cena wynika z tego, że szafa kasetowa jest wyposażona w system zasilania, moduły zarządzające oraz wewnętrzną, zintegrowaną sieć LAN łączącą wszystkie elementy bez konieczności stosowania dodatkowych kabli, urządzeń sieciowych i konfiguracji systemu.

W efekcie, jak zgodnie potwierdzają praktycznie wszyscy producenci, opłacalność inwestycji w system kasetowy zaczyna się od minimalnego poziomu zakupu co najmniej sześciu serwerów.

Rosnące koszty zasilania

Według danych IDC, w 2005 r. amerykańskie firmy wydały 20,5 mld USD na zakup sprzętu do wyposażenia centrów danych, ale aż 5,8 mld USD wyniosły rachunki za energię i co najmniej 3,5 mld kosztowało chłodzenie pomieszczeń i serwerów. W odróżnieniu od pierwszej te dwie ostatnie liczby systematycznie rosną i analitycy sądzą, że już wkrótce koszty zasilania i chłodzenia mogą być wyższe od kosztów wyposażenia centrów danych w niezbędną infrastrukturę.

Architektura kasetowa - małe, kompaktowe serwery wyposażone w energooszczędne układy, które nie oferują rekordowych wydajności pojedynczego komputera, ale umożliwiając łatwe upakowanie dużej ich liczby w jednej obudowie pozwalają na względnie łatwe skalowanie i rozszerzanie całkowitej mocy przetwarzania do poziomu odpowiadającego najbardziej zaawansowanym rozwiązaniom klastrowym. Początkowo była ona prezentowana jako panaceum na wzrastające zużycie energii systemów klasycznych, a także ograniczoną powierzchnię.

Obecnie nie ulega wątpliwości, że rzeczywiście rekordowo wysoka gęstość upakowania procesorów w systemach kasetowych wcale nie oznacza automatycznego zmniejszenia problemów związanych ze zużyciem energii i chłodzeniem, a czasem nawet może je pogłębić i skomplikować. "W wielu wypadkach okazuje się, że zapewnienie odpowiedniego chłodzenia dla obudowy wypełnionej serwerami kasetowymi jest praktycznie niemożliwe i menedżer IT musi instalować nowe , mimo że stare jest tylko w połowie wypełnione kasetami" - mówi John Welter, wiceprezes firmy Valtus Imagery Services.

Ale w odróżnieniu od serwerów stelażowych lub wolno stojących, komputery kasetowe od początku były projektowane z uwzględnieniem wysokich wymagań na ograniczenie zużycia mocy i generacji ciepła. Na początku tego wieku nie był to jeszcze zbyt widoczny problem - zauważali go przede wszystkim specjaliści i analitycy oceniający wieloletnie perspektywy rozwoju technologii i przewidujący ich potencjalne bariery.

Same założenia architektury kasetowej, której ważnym elementem była minimalizacja zajmowanej powierzchni i duże upakowanie mocy przetwarzania, zmuszały jednak producentów do uwzględnienia potencjalnych problemów ze zużyciem mocy i możliwością efektywnego chłodzenia systemów.

Nie ulega wątpliwości, że sprzeczne wymagania na zwiększenie gęstości upakowania i wydajności przetwarzania serwerów oraz na zmniejszenie poboru mocy są wyzwaniem również dla projektantów systemów kasetowych. Stąd też na rynku pojawiły się rozwiązania wykorzystujące specjalizowane, zaawansowane mechanizmy chłodzenia, jak Egenera CoolFrame lub podobne oferowane również przez IBM lub HP.

Rozwiązania dla aplikacji krytycznych

Ostatnio rozwój technologii serwerów kasetowych dąży w kierunku high-end - systemów, które mogą znaleźć zastosowanie do obsługi korporacyjnych aplikacji o krytycznym znaczeniu dla działania firm lub systemów HPC (High-Performance Computing). Przykładowo najnowsza rodzina serwerów HP Blade System c-Class została wyposażona w zaawansowane mechanizmy wirtualizacji, zarządzania i wydajne interfejsy sieciowe. Natomiast wprowadzone w ub.r. IBM BladeCenter H to obudowy kasetowe, które mogą być wyposażone w interfejsy InfiniBand lub 10G Ethernet i zawierają wewnętrzną sieć LAN o wydajności 40 Gb/s dla każdego serwera zainstalowanego w obudowie o wysokości 9U.

W ofercie IBM dostępne są także serwery z procesorami Cell (dedykowane dla systemów przetwarzania grafiki), niskonapięciowymi wersjami Intel Xeon lub układami PowerPC 970. Te ostatnie modele są wyposażone w mechanizmy wirtualizacyjne, takie same jak implementowane w serwerach pSeries i iSeries.

Dotychczas typowe moduły przełączników Ethernet dla obudów kasetowych były wyposażane w 4-24 porty Fast lub Gigabit Ethernet, które mogły służyć do obsługi wewnętrznej sieci łączącej serwery lub połączeń zewnętrznych I/O. Ta ostatnia rola jest ważniejsza, bo większość obudów kasetowych z zasady jest wyposażana w zintegrowaną sieć LAN zapewniającą komunikację między komputerami bez konieczności dodatkowej instalacji i konfiguracji urządzeń sieciowych.

Ostatnio oferta zaawansowanych kaset przełącznikowych szybko rośnie. Cisco opracowało przełączniki Fibre Channel i InfiniBand dla kasetowych systemów IBM, F5 Networks, kasety z funkcjami równoważenia obciążeń, akceleratorami sieciowymi i modułami bezpieczeństwa przeznaczone do instalacji w obudowach IBM i HP. A Myricom wprowadził serię kaset z interfejsami 10G Ethernet i Myrinet do obudów IBM.

Koszty energiiw centrum danych

Gdy rachunki za energię stają się zbyt wysokie, a rozbudowa klimatyzacji zbyt poważną inwestycją, możliwych jest kilka rozwiązań tego problemu:

  • zmniejszenie liczby serwerów w stelażu

  • wymiana serwerów na nowe modele wyposażone w energooszczędne procesory

  • zastosowanie specjalnych systemów chłodzenia szaf

    zwiększenie utylizacji mocy przetwarzania serwerów. Dokładna analiza jej wykorzystania przez aplikacje z reguły umożliwia zmniejszenie liczby serwerów przy zachowaniu dotychczasowej wydajności systemu oraz zmniejszeniu poboru mocy i generacji ciepła. Wynika to z tego, że zużycie energii przez serwery obciążone w 20% lub 80% nie różni się istotnie. Z punktu widzenia bilansu energetycznego lepiej więc korzystać z mniejszej liczby mocno obciążonych serwerów niż z wielu mało obciążonych.