HPE Superdome Flex: ново ниво на производителност и мащабируемост

През декември миналата година компания HPE обяви пускането на модулна платформа за изчисления в паметта, използваща технология in-memory, с най-широките в света възможности за мащабиране - HPE Superdome Flex. Това е пробив в областта на изчислителните системи за поддръжка на критично важни приложения, аналитика в реално време и високопроизводителни изчисления с интензивна обработка на данни.

Платформа HPE Superdome Flex разполага с редица характеристики, които я правят уникална в своята индустрия. Предлагаме Ви превод на статия от блога Servers: The Right Compute, в която се разглежда модулната и мащабируема архитектура на платформата.

Възможностите за мащабиране надвишават възможностите на Intel

Както повечето доставчици на x86 сървъри, HPE в своите последно поколение сървъри, включително HPE Superdome Flex, използва новите процесори от семейството Intel Xeon Scalable с кодово име Skylake. В еталонната архитектура на Intel за тези процесори се използва нова технология UltraPath Interconnect (UPI) с ограничение за мащабиране до осем сокета. Повечето доставчици, които използват тези процесори, прилагат метод на свързване

(без слепване), обаче в HPE Superdome Flex се използва уникална модулна архитектура с възможности за мащабиране, надвишаващи възможностите на Intel: от 4 до 32 сокета в една система.

Съотношение цена/производителност като конкурентно предимство

Модулната архитектура на HPE Superdome Flex е изградена на шаси с четири сокета с възможност за мащабиране до осем шасита и 32 сокета в една сървърна система.. За използване на сървъра е наличен широк избор от процесори: от евтини модели Gold до водещата серия Platinum на процесорите Xeon Scalable.

Тази възможност за избор между процесорите Gold и Platinum в целия диапазон на мащабируемостта предлага отлични предимства що се отнася до съотношението цена/производителност в сравнение с началните системи. Например, в типична конфигурация с 6 ТБ памет Superdome Flex осигурява по-евтино и по-производително решение от конкурентните предложения с четири сокета. Защо? Поради особеностите на архитектурата, другите производители на 4-процесорни системи трябва да използват модули памет 128 ГБ DIMM и по-скъпи процесори с поддръжка на 1.5 ТБ на сокет. Това е значително по-скъпо в сравнение с използването на модули 64 ГБ DIMM в Superdome Flex с осем сокета. Благодарение на това платформата Superdome Flex с осем сокета и 6 ТБ памет осигурява два пъти по-голяма изчислителна мощност, два пъти по-голяма пропускна способност на паметта и два пъти по-големи възможности за вход-изход и все пак ще бъде по-икономична от конкурентните продукти с четири сокета и 6 ТБ памет.

По подобен начин, и за 8-процесорна конфигурация с 6 ТБ памет, платформата Superdome Flex може да предостави по-евтино и по-производително решение с осем сокета. Как? Другите производители на 8-процесорни системи трябва да използват по-скъпи процесори Platinum, докато Superdome Flex с осем сокета може да използва евтини процесори Gold, предоставяйки същото количество памет.

На практика, сред платформите на базата на семейството на процесорите Intel Xeon Scalable, само Superdome Flex може да поддържа по-икономични процесори Gold в конфигурации с 8 и повече сокета (архитектурата на Intel „без залепване“ поддържа 8 сокета само с скъпи процесори Platinum). Освен това, предлагаме голямо разнообразие от процесори с различен брой ядра, от 4 до 28 на процесор, позволявайки да ги съобразим с изискванията на работните натоварвания.

Важността на мащабирането в рамките на една система

Възможността за вертикално мащабиране в една система, или scale up, предлага редица предимства за критично важни натоварвания и бази данни, за които HPE Superdome Flex е най-подходящ. Те включват традиционни бази данни и бази данни в паметта, аналитика в реално време, ERP, CRM и други транзакционни приложения. За тези типове натоварвания е по-лесно и по-евтино да се управлява една вертикално мащабируема среда, отколкото клъстер с хоризонтално мащабиране; освен това значително намалява закъсненията и увеличава производителността.

Запознайте се с публикацията в блога Скорост на операциите при хоризонтално и вертикално мащабиране с SAP S/4HANA, за да разберете защо вертикалното мащабиране е много по-ефективно от хоризонталното (клъстеризация) за тези типове работни натоварвания. В същността си, всичко е свързано със скоростта и възможността да работите на необходимото за тези критични приложения ниво.

Непреходна висока производителност дори при максимални конфигурации

Високите възможности за мащабиране на Superdome Flex се постигат благодарение на уникалния чипсет HPE Superdome Flex ASIC, свързващ отделни 4-процесорни шасита, както е показано на рисунки 1 и 2. При това всички ASIC са свързани помежду си директно (на единично разстояние), осигурявайки минимални закъснения при достъпа до удалени ресурси и максимална производителност. Технологията HPE Superdome Flex ASIC осигурява адаптивна маршрутизация за балансиране на натоварването на комутационната матрица и оптимизиране на закъсненията и пропускателната способност, което повишава производителността и нивото на наличност на системата. ASIC обединява шаситата в кеш-когерентна фабрика-матрица и поддържа консистентността на кеша във всички процесори, използвайки голям каталог с записи за състоянието на редовете на кеша, вградена директно в ASIC. Тази схема на когерентност играе изключително важна роля, осигурявайки на Superdome Flex способността да поддържа близко до линейно мащабиране на производителността в рамките от 4 до 32 сокета. Типичните архитектурни варианти „без спои“ демонстрират вече по-ограничено мащабиране на производителността (в границите от четири до осем сокета) заради широковещателното разпращане на служебни заявки за осигуряване на когерентност.

Рис. 1. Схема на връзките на комутационната матрица HPE Flex Grid на сървъра Superdome Flex с 32 сокета

Рис. 2. 4-процесорно шаси

Обща памет

По подобен начин, ресурсите на паметта могат да бъдат увеличени чрез добавяне на шасита в системата. Във всяко шаси има 48 слота DDR4 DIMM, в които могат да бъдат инсталирани модули памет от 32 ГБ RDIMM, 64 ГБ LRDIMM или 128 ГБ 3DS LRDIMM, което осигурява максимален обем памет от 6 ТБ в шаси. Съответно, общият обем оперативна памет HPE Superdome Flex при максимална конфигурация с 32 сокета достига 48 ТБ, което позволява работа с най-ресурсноемките приложения, използващи технологията in-memory.

Висока гъвкавост на входно-изходния

Що се отнася до входно-изходните операции, всяко шаси Superdome Flex може да бъде оборудвано с касета с 16 или 12 слота за входно-изходни операции, за да осигури множество опции за инсталиране на стандартни карти PCIe 3.0 и гъвкава способност за поддържане на системния баланс за всякакви работни натоварвания. Във всяка от опцията на касетата слотовете за входно-изходни операции са свързани директно с процесорите, без използване на шинни повторители или разширители, които биха могли да увеличат времето за забавяне или да намалят пропускната способност. Това осигурява максимална производителност на всяка карта за входно-изходни операции.

Ниски латентности

Ниската латентност при достъп до цялото пространство на споделената оперативна памет е ключов фактор за високата производителност на Superdome Flex. Независимо дали данните се намират в локалната памет или в отдалечената (в друго шаси), тяхната копия може да бъде в кеша на различни процесори в системата. Механизмът за последователност на кеш паметта осигурява консистентност на кешираните копия в случай, че процесът променя данните. Времето за достъп на процесора до локалната памет е около 100 нс. Забавянето на достъпа до данни в паметта на друг процесор чрез канала UPI е около 130 нс. Процесорите, които се обръщат към данните, намиращи се в паметта на друго шаси, преминават между два Flex ASIC (винаги свързани директно) с латентност под 400 нс, независимо от шасито, в което се намира процесорът. Благодарение на това, Superdome Flex осигурява пропускна способност между двете половини на матрицата (bi-sectioned) над 210 ГБ/с в конфигурация с 8 сокета, над 425 ГБ/с в конфигурация с 16 сокета и над 850 ГБ/с в конфигурация с 32 сокета. Това е повече от достатъчно за най-взискателните и ресурсно интензивни работни натоварвания.

Защо високите възможности за модулно мащабиране са важни?

Не е тайна, че обемът на данните нараства с неслучайна скорост; това означава, че инфраструктурата трябва да се справя с все по-взискателни заявки за обработка и анализ на критично важни и постоянно разширяващи се данни. Но темповете на растеж могат да бъдат непредвидими.

При внедряване на приложения, интензивно използващи оперативна памет, може да се запитате: колко ще ми струва следващия ТБ памет? Superdome Flex позволяет увеличивать объем памяти без замены оборудования, поскольку вы не ограничены слотами DIMM в одном шасси. Кроме того, с увеличением числа пользователей критически важным приложениям всегда требуется высокая производительность, независимо от объема нагрузки.

Днес базите данни, работещи в паметта, изискват хардуерни платформи с ниски закъснения и висока пропускателна способност. Благодарение на иновационната си архитектура, платформата HPE Superdome Flex осигурява изключително висока производителност, висока пропускателна способност и постоянно ниско закъснение дори в най-големите конфигурации. Освен това, всичко това можете да получите за вашите критично важни натоварвания и бази данни с изключително привлекателно съотношение цена/производителност в сравнение с системите на други производители.

За уникалните свойства на отказоустойчивост (RAS) на сървъра Superdome Flex можете да научите от блога HPE Superdome Flex: Уникални свойства RAS и техническото описание HPE Superdome Flex: архитектура на сървъра и характеристики RAS. Също така наскоро излезе блог, посветен на актуализациите на HPE Superdome Flex, обявени на HPE Discover.

От тази статия можете да разберете как HPE Superdome Flex се използва за решаване на задачи в космологията, както и как платформата е подготвена за обработка на данни в паметта, нова архитектура на изчисленията на базата на паметта.

По-подробно можете да се запознаете с платформата и от записа на уебинара.

Източник: habr.com