W grudniu ubiegłego roku firma HPE ogłosiła wydanie modułowej platformy obliczeniowej opartej na technologii in-memory z najszerszymi na świecie możliwościami skalowania — HPE Superdome Flex. To przełom w dziedzinie systemów obliczeniowych wspierających krytyczne aplikacje, analitykę w czasie rzeczywistym oraz obliczenia wysokowydajne intensywnie przetwarzające dane.
Platforma posiada szereg cech, które czynią ją unikalną w swojej branży. Proponujemy tłumaczenie artykułu z bloga , w którym omawiana jest modułowa i skalowalna architektura platformy.
Możliwości skalowania przewyższają możliwości Intel
Podobnie jak większość dostawców serwerów x86, HPE w swoich serwerach najnowszej generacji, w tym HPE Superdome Flex, wykorzystuje najnowsze procesory z rodziny Intel Xeon Scalable o kodowej nazwie Skylake. W architekturze referencyjnej Intel dla tych procesorów zastosowano nową technologię UltraPath Interconnect (UPI) z ograniczeniem skalowania do ośmiu gniazd. Większość dostawców, którzy wykorzystują te procesory, stosuje w serwerach metodę połączenia „bez sklejania”, jednak w HPE Superdome Flex zastosowano unikalną modułową architekturę z możliwościami skalowania przewyższającymi możliwości Intel: od 4 do 32 gniazd w jednej systemie.
Ta architektura została zastosowana, ponieważ dostrzegliśmy potrzebę na platformy o skalowaniu wykraczającym poza osiem gniazd Intel; jest to szczególnie istotne dzisiaj, kiedy objętości danych rosną w niespotykanym tempie. Ponadto, ponieważ Intel projektował UPI głównie dla serwerów z dwoma i czterema gniazdami, serwery z ośmioma gniazdami „bez sklejania” napotykają problemy z przepustowością. Nasza architektura zapewnia wysoką przepustowość nawet przy rozwoju systemu do maksymalnej konfiguracji.
Stosunek cena/wydajność jako przewaga konkurencyjna
Modułowa architektura HPE Superdome Flex oparta jest na szafie z czterema gniazdami z możliwością skalowania do ośmiu szaf i 32 gniazd w jednym systemie serwerowym. Do serwera dostępny jest szeroki wybór procesorów: od niedrogich modeli Gold po flagową serię Platinum procesorów Xeon Scalable.
Możliwość wyboru między procesorami Gold a Platinum w całym zakresie skalowania daje doskonałe korzyści w proporcji cena/wydajność w porównaniu z systemami podstawowymi. Na przykład w typowej konfiguracji z 6 TB pamięci Superdome Flex zapewnia tańsze i bardziej wydajne rozwiązanie niż konkurencyjne oferty z czterema gniazdami. Dlaczego? Z powodu specyfiki architektury, inni producenci systemów 4-procesorowych muszą stosować moduły pamięci 128 GB DIMM oraz droższe procesory z obsługą 1,5 TB na gniazdo. To znacznie droższe niż użycie modułów 64 GB DIMM w Superdome Flex z ośmioma gniazdami. Dzięki temu platforma Superdome Flex z ośmioma gniazdami i 6 TB pamięci zapewnia dwukrotnie większą moc obliczeniową, dwukrotnie większą przepustowość pamięci oraz dwukrotnie większe możliwości wejścia-wyjścia, a mimo to będzie bardziej opłacalna niż konkurencyjne produkty z czterema gniazdami i 6 TB pamięci.
Podobnie, w konfiguracji 8-procesorowej z 6 TB pamięci platforma Superdome Flex może zaoferować tańsze i bardziej wydajne rozwiązanie z ośmioma gniazdami. Jak? Inni producenci systemów 8-procesorowych muszą stosować droższe procesory Platinum, podczas gdy Superdome Flex z ośmioma gniazdami może korzystać z niedrogich procesorów Gold, oferując tę samą ilość pamięci.
Faktycznie, wśród platform opartych na procesorach Intel Xeon Scalable, tylko Superdome Flex może wspierać bardziej ekonomiczne procesory Gold w konfiguracjach z 8 lub więcej gniazdami (architektura Intel „bez łączenia” obsługuje 8 gniazd tylko z drogimi procesorami Platinum). Oferujemy również szeroki wybór procesorów o różnej liczbie rdzeni, od 4 do 28 na procesor, co pozwala dostosować ich liczbę do wymagań obciążenia.
Znaczenie skalowania w ramach jednego systemu
Możliwość pionowego skalowania w ramach jednego systemu, czyli scale up, oferuje szereg korzyści dla krytycznych obciążeń i baz danych, dla których najlepiej nadaje się HPE Superdome Flex. Należą do nich tradycyjne bazy danych oraz bazy danych w pamięci, analityka w czasie rzeczywistym, ERP, CRM i inne aplikacje transakcyjne. Dla tych typów obciążeń łatwiej i taniej jest zarządzać jednym pionowo skalowalnym środowiskiem niż klastrem z poziomym skalowaniem; ponadto znacznie obniża to opóźnienia i zwiększa wydajność.
Zapoznaj się z publikacją na blogu , aby zrozumieć, dlaczego pionowe skalowanie jest znacznie bardziej efektywne niż poziome (klastrowanie) dla tych typów obciążeń roboczych. W istocie chodzi o szybkość i zdolność działania na poziomie wymaganym przez te krytyczne aplikacje.
Niezmiennie wysoka wydajność aż do maksymalnych konfiguracji
Wysokie możliwości skalowania Superdome Flex osiągane są dzięki unikalnemu chipsetowi HPE Superdome Flex ASIC, łączącemu pojedyncze szafy 4-procesorowe, jak pokazano na rysunkach 1 i 2. Wszystkie ASIC są ze sobą bezpośrednio połączone (w odległości jednego kroku), co zapewnia minimalne opóźnienia dostępu do zdalnych zasobów i maksymalną wydajność. Technologia HPE Superdome Flex ASIC umożliwia adaptacyjne routowanie do równoważenia obciążenia matrycy przełączającej i optymalizacji opóźnień oraz przepustowości, co zwiększa wydajność i poziom dostępności systemu. ASIC łączy szafy w pamięci podręcznej z matrycą i wspiera koherencję pamięci podręcznej we wszystkich procesorach, wykorzystując przy tym dużą tabelę z wpisami stanu linii pamięci podręcznej, która jest wbudowana bezpośrednio w ASIC. Taki schemat koherencji odgrywa kluczową rolę, zapewniając Superdome Flex zdolność do utrzymania bliskiego liniowemu skalowania wydajności w zakresie od 4 do 32 gniazd. Typowe warianty architektury „bez łączenia” wykazują już bardziej ograniczone skalowanie wydajności (w zakresie od czterech do ośmiu gniazd) z powodu szerokopasmowego przesyłania zapytań serwisowych w celu zapewnienia koherencji.
Rys. 1. Schemat połączeń matrycy przełączającej HPE Flex Grid serwera Superdome Flex 32-gniazdowego
Rys. 2. Szafy 4-procesorowe
Ogólna pamięć
Podobnie jak w przypadku zasobów procesorowych, pojemność pamięci może być zwiększona przez dodanie szaf do systemu. W każdej szafie znajduje się 48 gniazd DDR4 DIMM, w które mogą być zainstalowane moduły pamięci 32 GB RDIMM, 64 GB LRDIMM lub 128 GB 3DS LRDIMM, co zapewnia maksymalną pojemność pamięci 6 TB w szafie. W związku z tym całkowita ilość pamięci RAM HPE Superdome Flex w maksymalnej konfiguracji z 32 gniazdami osiąga 48 TB, co umożliwia pracę z najbardziej zasobochłonnymi aplikacjami wykorzystującymi technologię in-memory.
Wysoka elastyczność wejścia-wyjścia
Jeśli chodzi o wejście-wyjście, każda obudowa Superdome Flex może być wyposażona w kosz z 16 lub 12 slotami wejścia-wyjścia, aby zapewnić wiele opcji instalacji standardowych kart PCIe 3.0 oraz elastyczne możliwości utrzymywania systemowej równowagi dla wszelkich obciążeń roboczych. W każdej wersji kosza sloty wejścia-wyjścia są bezpośrednio połączone z procesorami, z pominięciem powtarzaczy szynowych lub rozszerzeń, co mogłoby zwiększyć czas opóźnienia lub zmniejszyć przepustowość. Zapewnia to maksymalną możliwą wydajność każdej karty wejścia-wyjścia.
Niskie opóźnienia
Niska latencja dostępu do całej przestrzeni współdzielonej pamięci operacyjnej to kluczowy czynnik wysokiej wydajności Superdome Flex. Niezależnie od tego, czy dane znajdują się w pamięci lokalnej, czy zdalnej (w innym urządzeniu), ich kopia może być w pamięci podręcznej różnych procesorów w ramach systemu. Mechanizm koherencji pamięci podręcznej zapewnia spójność skopiowanych danych w przypadku, gdy proces modyfikuje informacje. Czas dostępu procesora do pamięci lokalnej wynosi około 100 ns. Latencja dostępu do danych w pamięci innego procesora przez kanał UPI wynosi około 130 ns. Procesory uzyskujące dostęp do danych znajdujących się w pamięci innej obudowy przechodzą przez łącze między dwoma Flex ASIC (zawsze połączonymi bezpośrednio) z opóźnieniem poniżej 400 ns, niezależnie od tego, w którym urządzeniu znajduje się procesor. Dzięki temu Superdome Flex zapewnia przepustowość między dwiema połowami matrycy (bi-sectioned) wynoszącą ponad 210 GB/s w konfiguracji z 8 gniazdami, ponad 425 GB/s w konfiguracji z 16 gniazdami oraz ponad 850 GB/s w konfiguracji z 32 gniazdami. To więcej niż wystarczająco dla najbardziej wymagających i zasobożernych obciążeń roboczych.
Dlaczego wysokie możliwości modułowego skalowania są ważne?
Nie jest tajemnicą, że ilość danych rośnie w zastraszającym tempie; oznacza to, że infrastruktura musi radzić sobie z coraz bardziej wymagającymi zapytaniami o przetwarzanie i analizę krytycznych oraz stale rosnących danych. Jednak tempo wzrostu może być nieprzewidywalne.
Podczas wdrażania aplikacji intensywnie wykorzystujących pamięć operacyjną możesz zapytać: ile mnie to kosztuje następny TB pamięci? 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.
Obecnie bazy danych działające w pamięci wymagają platform sprzętowych o niskich opóźnieniach i wysokiej przepustowości. Dzięki swojej innowacyjnej architekturze platforma HPE Superdome Flex zapewnia wyjątkowo wysoką wydajność, dużą przepustowość i niezmiennie niskie opóźnienia nawet w największych konfiguracjach. Co więcej, wszystko to można uzyskać dla swoich krytycznych obciążeń i baz danych przy bardzo atrakcyjnym stosunku ceny do wydajności w porównaniu z systemami innych producentów.
O unikalnych właściwościach odporności na awarie (RAS) serwera Superdome Flex możesz przeczytać w blogu i opisu technicznego . Niedawno opublikowano również bloga poświęconego , ogłoszonym na HPE Discover.
Z możesz dowiedzieć się, jak HPE Superdome Flex jest wykorzystywany do rozwiązywania problemów w kosmologii, a także jak platforma jest przystosowana do obliczeń opartych na pamięci.
Szczegółowe informacje o platformie można również znaleźć w .
Źródło: habr.com
