Все новости от 25 августа 2004 г.

eServer p5 -- виртуализация для Unix

Первыми компьютерами на базе нового RISC-процессора POWER5 корпорации IBM стали представленные в начале мая два ее сервера из серии eServer i5 (см. PC Week/RE, N 21/2004, с. 1) , а 13 июля были анонсированы использующие этот процессор Unix-системы eServer p5. Как отметил на московской презентации p5 технический специалист IBM Максим Серебряный, в истории его компании выход этих машин по важности уступает лишь появлению первого мэйнфрейма 40 лет назад и в перспективе может серьезно изменить расстановку сил на рынке коммерческих Unix-систем (стоить отметить, что после выпуска систем на базе POWER4 в конце 2001 г. доля IBM здесь выросла на 7% и ей удалось сократить до нескольких процентов отставание от занимающих первое и второе места HP и Sun).

Начиная с середины 1990-х годов, когда iSeries (тогда называвшаяся AS/400) была переведена на процессоры PowerPC, Голубой гигант последовательно проводит сближение обеих линеек своих RISC-серверов, и сейчас аппаратная конфигурация p5 практически идентична объявленным два месяца ранее моделям i5. Однако в линейке iSeries пока отсутствуют "двойники" четырехпроцессорного p5-550 и специальной "облегченной" конфигурации Express восьмипроцессорного p5-570, рассчитанной на быстрорастущие средние компании с ограниченным бюджетом и позволяющей постепенно наращивать мощность сервера. Кроме того, если в первых i5 используются только процессоры 1,65 ГГц, то в p5 частотный диапазон POWER5 составляет 1,5--1,9 ГГц.

Хотя по частоте новый RISC-процессор пока не обгоняет последнюю модификацию своего предшественника POWER4+, тем не менее он обеспечивает значительный прирост производительности -- 16-процессорный p5-570 по мощности сопоставим с 32-процессорной системой p690 (Regatta) на POWER4 (сразу оговоримся -- обе версии POWER выполнены по принципу два ядра на кристалле, который превращается в стандарт для 64-разрядных архитектур, и IBM считает число процессоров в машине по числу ядер). Это достигнуто за счет переноса на кристалл кэша третьего уровня и контроллера оперативной памяти, что сокращает задержки при считывании данных из памяти, и фирменной технологии многопоточности Simultaneous Multi-Threading (правда, поддержка SMT реализована только в последней версии ОС AIX5L 5.3, объявленной вместе с p5).

Новым не только для pSeries, но и для всего мира Unix является реализованная в p5 функция микроразделов, позволяющая внутри одного физического процессора организовать работу до 10 виртуальных серверов, использующих свой образ ОС (p5 помимо AIX поддерживает дистрибутивы Linux от Red Hat и SuSE, а модель p5-570 со следующего года будет функционировать и с i5/OS). В предыдущем поколении pSeries логические разделы LPAR можно было строить из одного или нескольких физических процессоров, а в других Unix-системах применяется механизм физических разделов, минимальный размер которых четыре либо (в случае Fujitsu Siemens Primepower) два процессора.

Для чего же нужно разбивать машину на десятки виртуальных серверов? Дело в том, что степень загрузки современных серверов открытой архитектуры крайне мала: для Unix-систем она равна 10--15%, а для Wintel-серверов не превышает и 10%. Во многих случаях при выборе серверов покупатели ориентируются на максимальную нагрузку, которую могут создать выполняемые на них приложения, и в результате большую часть времени основная процессорная мощность не используется. Хотя цены на серверное "железо" последние годы постоянно снижаются (особенно в секторе систем начального уровня), тем не менее такой подход приводит к неоправданному росту инвестиций в приобретение техники и разрастанию серверного парка, что, в свою очередь, увеличивает затраты на администрирование и обслуживание.

Эффективное решение данной проблемы -- консолидация приложений на сервере с использованием виртуализации его ресурсов: процессорная мощность компьютера объединяется в единый пул, из которого она гибко распределяется между разделами с учетом текущих потребностей выполняемых в них приложений. Если минимальный размер раздела -- одна десятая процессора, то можно более точно выделять ресурсы разделам и даже на машине с двумя процессорами запускать несколько приложений, работающих независимо друг от друга.

Виртуализация ресурсов на основе разделов внутри процессора уже почти 20 лет применяется в мэйнфреймах (в результате у них уровень загрузки вычислительной подсистемы равен 70--80%), а с конца 1990-х -- и в AS/400 (iSeries), поэтому разработчики p5 воспользовались опытом своих коллег из других серверных подразделений IBM и перенесли на AIX функции микроразделов. Кроме того, как в мэйнфреймах и iSeries, виртуализация в p5 поддерживается не только для процессоров, но и для ресурсов ввода/вывода и сетевых плат (Virtual I/O и Virtual LAN), которые также распределяются между разделами из общего пула. Применение Virtual LAN также позволяет вести обмен данными между разделами без использования внешней сети.

Новые системы IBM из серии p5 уже установили несколько рекордов производительности в тестах TPC-C, SPECfp, при выполнении Web- и Java-приложений и SAP. Например, p5-570 в тесте TPC-C оказался единственной 16-процессорной системой, попавшей в первую десятку некластерных систем (как подчеркнул г-н Серебряный, несмотря на свою модульную конструкцию, это обычный SMP-сервер, а не кластер или NUMA-машина) и уступает по результатам только Regatta и 64-процессорному HP Integrity Superdome.

Поставки p5 по всему миру начнутся 31 августа, p5-520 стоит от 13 тыс., p550 -- от 22,1 тыс. , а p5-570 -- от 26 тыс. долл. (в четырехпроцессорной конфигурации). Начальная цена на p5-570 Express составит 28,7 тыс. долл. Кроме того, новая AIX5L 5.3 поддерживается и построенными на базе процессора PowerPC970 блейд-серверами IBM Bladecenter JS20 (до сих пор эти лезвия могли работать только под управлением Linux).

Согласно заявлению руководителей IBM, в течение ближайших шести месяцев компания планирует полностью перевести pSeries на POWER5, что означает выход до конца года флагманской 64-процессорной модели новой серии, известной под кодовым названием Squadron (ожидается, что по производительности она будет примерно в три раза мощнее, чем Regatta) и аналога на POWER5 текущей модели p655, предназначенной для построения суперкомпьютерных кластеров.