Обзор серверных платформ среднего класса

Обзор серверных  платформ среднего класса (по состоянию  на 2008 – 2009 г.)

 

Казалось бы, физический хостинг (Colocation) с организационной точки зрения весьма прост. Клиент принес провайдеру сервер, тот подключил его к своей аппаратуре. Настроили, проверили и работаем.

 

Все верно. Однако самым сложным  для клиента, особенно не слишком  подготовленного, может оказаться  выбор сервера. С одной стороны, не хочется тратить лишние деньги на покупку чего-то дорогого и «навороченного», что, конечно, будет работать хорошо, но использовать при этом лишь малую  часть своих возможностей. С другой стороны, еще хуже «продешевить»  и приобрести слишком маломощное оборудование или совсем не подходящее для конкретного применения.

 

В данной статье мы попытаемся помочь клиенту в выборе сервера для  установки в стойку датацентра. Прежде всего отметим, что, как водится, верный выбор будет «золотой серединой» – сочетанием набора всех необходимых возможностей при минимальной стоимости этих возможностей. Такое решение – серверная платформа, обладающая максимальной гибкостью. Но начнем с определений.

 

 

Сервер и серверная  платформа

 

Сервер – это компьютер, задача которого – хранить данные и служить  связующим звеном между локальной  сетью и сетью Интернет. С помощью  специального ПО в сервер можно превратить любой компьютер. Именно так и  поступают обычно в сетях небольших  фирм. С ростом популярности фирмы, увеличения числа услуг и востребованности в Интернет это решение начинает раздражать набором технических  и программных ограничений. Тогда-то и вспоминается, что сервер все-таки – это специализированный компьютер, в котором для качественного  функционирования информационной системы  используется ряд особых решений.

 

Функциональное управление и отказоустойчивость, масштабируемость и повышенная надежность во всех отношениях – основные эксплуатационные характеристики серверов. Они обеспечиваются резервированием основных узлов, применением  памяти с контролем четности, систем мониторинга состояния и автоматического  управления, контроллеров дисковых массивов и других технологий и компонентов. Только полноценный сервер способен обеспечить эффективную и единую защиту всех пользователей сети от несанкционированного доступа и  вирусов, одновременное и быстрое  обслуживание большого числа пользователей  и использование ими баз данных.

 

Отметим также, что сервер, в принципе, монжо собрать в привычном  компьютерном корпусе, и он внешне ничем  не будет отличаться от обычного ПК. Однако использование клавиатуры и  монитора на самом сервере необходимо крайне редко – при наличии  дистанционного управления администратор  системы может производить все  необходимые операции с любого локального ПК. А вот требования к охлаждению элементов серверной платы, снабженной мощным процессором (обычно не одним), наличию свободного места для  быстрого расширения системы и защиты от физического доступа для сервера  выходят на первый план. Кроме того, полноценный сервер является лишь частью телекоммуникационной системы предприятия  – он не может нормально работать без маршрутизатора и/или коммутатора, пассивных кроссовых систем, блока  бесперебойного питания и т. д.

 

Поэтому для серверов и другого  телекоммуникационного оборудования были разработаны стандартные корпуса, которые можно легко, как детали детского конструктора, объединять в  единый узел. Такой корпус представляет собой металлический блок строго определенных размеров, снабженный системой «рельсов», с помощью которой  он одним движением устанавливается  в так называемую серверную (телекоммуникационную) стойку или шкаф с таким же названием.

 

Как и из детского конструктора, из различных блоков в таких корпусах можно легко собрать систему  любой сложности: добавить серверу  памяти или вычислительной мощности, увеличить количество подключений, резервировать питание и т. д. Серверные шкафы надежно защищают аппаратуру от кражи или порчи, а встроенная система вентиляции шкафа обеспечивает эффективное охлаждение.

 

Ширина стандартного корпуса может  быть различной, но наиболее широкое  распространение получил стандарт 19 дюймов. Глубина корпуса также  варьируется, есть ряд стандартных  размеров, но максимальный из них определяется глубиной конкретного шкафа или  стойки. Высота корпуса кратна «юниту» (1,75 дюйма, или 44,45 мм) и обозначается 1U, 2U и т. д.

 

Любой датацентр, предлагающий услугу Colocation, принимает к размещению сервера только в описанных стандартных корпусах, поэтому только такой сервер необходимо приобретать для colocation. И любой датацентр взимает арендную плату за один юнит корпуса, так что клиенту выгодно приобрести сервер наименьшей высоты. Поэтому сервера высотой более 2U не слишком популярны у клиентов датацентров. Их область применения – индивидуальные телекоммуникационные центры сверхбольших предприятий. И поэтому же для клиента датацентра выгодно разместить в одном юните максимально возможный набор функциональных компонент, способных без внешнего наращивания решить его задачи. Речь идет, прежде всего, об объеме памяти, быстродействии, устройствах диагностики, возможности компоновки системы различной архитектуры в корпусе, а не на стойке.

 

Здесь мы переходим к понятию  серверной платформы. По сути, это  тот же сервер в стоечном корпусе, только... «разукомплектованный». То есть обладающий максимально возможной  гибкостью. Корпус серверной платформы  представляет собой «ячеистую» структуру, позволяющую быстро установить все  необходимые компоненты на предусмотренные  для них места. При этом их вентиляция продумана оптимальным образом, встроенная система диагностики  не привязана к конкретным комплектующим, а источники питания отличаются повышенной надежностью и широким  разбросом параметров по электрической  сети.

 

Таким образом, на основе заводской  серверной платформы любое предприятие-поставщик  компьютерных решений или даже сам  клиент могут собрать именно тот  сервер, который наиболее оптимален  под конкретные задачи. Стоимость  его окажется минимальной. Данный ход  впервые применила на мировом  рынке компания Intel, сделав свои серверные  платформы доступными для компаний-сборщиков. Поэтому серверы могут называться самыми различными именами и собираться где угодно, например, в России или  Китае, но основа у всех у них совсем не так разнообразна. Это – серверные  платформы от ведущих производителей компьютерной микроэлектроники.

 

 

Cредний класс – для  кого он?

 

Итак мы плавно подошли к теме, обещанной в заголовке статьи. Серверные платформы среднего класса – это именно те платформы, серверы  на основе которых лучше всего  подходят для физического хостинга в датацентре. Понятие «средний класс» говорит само за себя – такие  платформы не слишком примитивны, как платформы начального класса, но и обладают ограничениями по мощности и функциональным возможностям. Высокопроизводительные платформы с практически безграничными  возможностями масштабирования  необходимы лишь для весьма и весьма производительных применений. Такие  клиенты у датацентра также существуют, но их немного. Средний класс –  это оптимальный вариант для  большинства случаев. Ниже мы приведем характеристики некоторых платформ, и вы легко сможете убедиться, что это – именно то, что вам  нужно.

 

 

Какая фирма лучше?

 

Если бы существовал однозначный  ответ на этот вопрос, остальные  фирмы разорились бы. Да и написание  оставшейся части данной статьи было бы бессмысленным. У каждого из «китов»-производителей современных процессорных систем есть свои особенности, достоинства и  недостатки, и, соответственно, своя армия  приверженцев.

 

Лидируют на рынке компьютерных и, соответственно, серверных решений  хорошо известные фирмы Intel, SUN, AMD. Эти  компании являются производителями  как процессорных чипов, так и  серверных платформ. Но они на этом рынке – не единственные. Серверные  платформы на основе процессоров указанных фирм и различных собственных и совместных разработок выпускают также IBM, HP, ASUS, MicroStar, SuperMicro, Apple и некоторые другие фирмы.

 

Выбирая сервер для датацентра, необходимо поинтересоваться, серверная платформа  какой фирмы легла в его  основу. Наверняка она окажется в  приведенном нами списке. Зная особенности  каждой из них, выбор будет сделать  значительно легче.

 

Следует также учитывать, что рынок  серверных платформ, как и электронной  продукции в целом, бурно и  непрерывно развивается, и рекомендации, справедливые еще пару-тройку лет  назад, в текущем году неприменимы. Какие-то фирмы из числа отстающих  выровнялись с конкурентами в  среднем классе платформ, лидирующие, наоборот, поотстали вследствие кризиса  и несвоевременно принятых решений. Если некоторое время назад платформы Intel считались недостаточно хорошими для профессиональных решений, и  физический хостинг осуществлялся, в основном, на продукции SUN, то сейчас ситуация поменялась на прямо противоположную. Intel благодаря демократичности цен  и политике расширения универсальности  продуктов сделал серьезный прорыв и в этом секторе рынка.

 

Итак, опишем продукцию перечисленных  компаний в разрезе общих тенденций  и появившихся за последний год  новинок в среднем классе.

 

 

Серверные платформы Intel

 

Компания Intel позиционирует себя на серверном рынке давно и в  целом весьма успешно, периодически прорываясь в абсолютные лидеры. Не последнее место в этом процессе играет сделанная компанией пару десятков лет назад ставка на специализированные процессорные решения для серверных  применений. «Родоначальник» направления Pentium Pro плавно перетек в популярные процессоры Xeon, которые, в свою очередь, постоянно совершенствуются. Появившаяся  еще несколько лет назад линейка  процессоров Xeon 7000 до сих пор не устарела и считается наиболее перспективной  для построения профессиональных серверных  платформ. В начале прошлого года появился новичок – первый представитель  инновационной архитектуры Nehalem, процессор Intel Core i7. С разработкой Nehalem компания связывает основное направление  развития системных платформ, однако пока оно остается в стадии внедрения  на широкий рынок, во многом вследствие экономического кризиса. Впрочем, даже несмотря на этот факт, Intel пока опережает  конкурентов.

 

Nehalem – название небольшого городка  штата Орегон, выходящего на тихоокеанское  побережье неподалеку от штаб-квартиры Intel в калифорнийской Санта-Кларе.  Процессоры Nehalem – логическое совершенствование  микроархитектур Intel х86. Данные решения  имеют распределяемый кэш второго  и третьего уровней, а также  новую системную шину QuickPath, которая  ранее была известна как Common-System Interface, или CSI. Кроме того, эти новые  четырехъядерные процессоры поддерживают  преемницу Hyper-Threading, технологию Simultaneous Multi-Threading. Nehalem производится по техпроцессу  45 нм с использованием технологии High-K и металлических затворов  транзисторов.

 

Nehalem с точки зрения эволюции  процессоров Intel является шагом  вперед и, одновременно, в сторону,  своеобразным разбегом перед  решительным прыжком. Разработчики Core i7 заложили в него прочный  технологический фундамент, частично  пожертвовав производительностью  в краткосрочной перспективе.  Во второй половине 2009 г. Intel планирует  выпуск восьмиядерных CPU Nehalem EP, а  вначале 2010-го – двухъядерных  процессоров Havendale LGA1156 с интегрированной  графикой.

 

Эффективность Hyper-Threading максимальна  для программ, использующих большой  объем разнотипного кода (например, базы данных). Впрочем, список программного обеспечения, адаптированного к  особенностям Hyper-Threading, неуклонно расширяется.

 

Контроллер памяти перенесен в  тело CPU, вследствие чего уменьшилась  зависимость процессора от постоянного  увеличения объема кэш-памяти. Иерархия кэша в Core i7 целиком подчинена многопоточным  вычислениям: унифицированный L2 кэш  урезан до 256 килобайт на каждое ядро, а  основной акцент сделан на 8 МБ разделяемого кэша третьего уровня. Последний содержит все инструкции и данные из L1/L2 cache для уменьшения трафика запросов.

 

Ввиду того, что инженерам Intel изначально не удавалось поднять тактовую частоту Core i7 до конкурентоспособного уровня, латентность L1 кэша была увеличена  по отношению к Core 2 на базе Penryn с 3 до 4 тактов. Данный маневр частично повлиял  на итоговую производительность. Кэш-память второго уровня, наоборот, стала  быстрее и экономичнее: вместо 15 тактов на выполнение одной операции уходит 11 тактов.

 

Встроенный контроллер оперативной  памяти процессоров Core i7 поддерживает трехканальный (192-bit), двухканальный (128-bit) и одноканальный (64-bit) режимы работы памяти. В плане эффективности  первые два смотрятся наиболее предпочтительно. С приходом процессоров нового поколения  заканчивается эра системной  шины FSB. На смену ей приходит высокоскоростной интерфейс Quick Path Interconnect (QPI). Суммарная  пропускная способность QPI достигает 25,6 GB/s — как минимум, в 2 раза выше, чем  у FSB.

 

Intel связывает с Nehalem большие  надежды, и наряду с множеством  технологических усовершенствований  компания ввела новую систему  обозначений для своих серверных  процессоров. Intel попыталась обозначить  классовую принадлежность своих  продуктов, упростив задачу выбора  для корпоративных потребителей. Серверы серии MC (Mission Critical) ориентированы  на задачи, требующие максимальной  надежности, серверы EX (Expandable) отличаются  своей расширяемостью, серверы EP (Efficient Performance) демонстрируют высокий  показатель эффективности (решения  с оптимальным соотношением энергопотребления  и производительности) и, наконец,  серверы серии EN (Entry) позиционируются  как однопроцессорные серверы  начального уровня. В настоящее  время (до широкого внедрения  Nehalem) ЕХ – многопроцессорные  системы на базе Xeon 7000, ЕР –  двухпроцессорные на базе Xeon 5000, и именно последняя категория  более всего подходит к нашему  определению платформ среднего  класса.

 

Идею платформизации на рынке серверов Intel начала продвигать с платформы Bensley, предназначенной для построения самых массовых конфигураций с двумя  процессорами. Bensley быстро завоевала  популярность во многом благодаря полной совместимости с различными поколениями Xeon 5000, чьи 45-нм версии — двухъядерный Wolfdale DP и четырехъядерный Harpertown —  компания представила в числе  первых. Новое название семейства, Efficient Performance, подчеркивает сделанный в  нем акцент на выгодное соотношение  цена/производительность/энергопотребление.

 

Еще одна платформа, Stoakley, позволяет  строить мощные рабочие станции  на базе Xeon 5000 с поддержкой высокоскоростной шины PCI Express 2.0. Процессоры с архитектурой Nehalem получают набор обновленных  платформ с кодовым названием Tylersburg.