No passado dezembro, a HPE anunciou o lançamento de uma plataforma modular para computação em memória utilizando tecnologia in-memory, com as mais amplas capacidades de escalabilidade do mundo — HPE Superdome Flex. Essa é uma revolução no campo dos sistemas computacionais para suporte a aplicações críticas, análises em tempo real e computação de alto desempenho com processamento intensivo de dados.
Plataforma possui uma série de características que a tornam única em seu setor. Apresentamos a vocês a tradução de um artigo do blog , que discute a arquitetura modular e escalável da plataforma.
As capacidades de escalabilidade superam as da Intel
Como a maioria dos fornecedores de servidores x86, a HPE utiliza nos seus servidores de última geração, incluindo o HPE Superdome Flex, os processadores mais recentes da família Intel Xeon Scalable, com codinome Skylake. Na arquitetura de referência da Intel para esses processadores, utiliza-se a nova tecnologia UltraPath Interconnect (UPI) com limitação de escalabilidade a oito soquetes. A maioria dos fornecedores que utilizam esses processadores adota uma forma de conectividade 'sem colagem', no entanto, no HPE Superdome Flex aplica-se uma arquitetura modular única com capacidades de escalabilidade que superam as da Intel: de 4 a 32 soquetes em um único sistema.
Esta arquitetura é utilizada porque percebemos a necessidade de plataformas com escalabilidade além de oito soquetes Intel; isso é especialmente relevante hoje, quando os volumes de dados aumentam a uma velocidade sem precedentes. Além disso, como a Intel desenvolveu o UPI principalmente para servidores com dois e quatro soquetes, servidores com oito soquetes "sem colagem" enfrentam problemas de largura de banda. Nossa arquitetura garante alta largura de banda mesmo à medida que o sistema cresce para sua configuração máxima.
Relação custo/benefício como vantagem competitiva
A arquitetura modular HPE Superdome Flex é baseada em um chassi com quatro soquetes, com possibilidade de escalonamento para até oito chassi e 32 soquetes em um único sistema de servidor. Uma ampla variedade de processadores está disponível para uso no servidor: desde modelos Gold acessíveis até a linha top de processadores Platinum da família Xeon Scalable.
Essa possibilidade de escolha entre processadores Gold e Platinum em toda a faixa de escalabilidade oferece excelentes vantagens em relação à relação custo/benefício quando comparada a sistemas de nível básico. Por exemplo, em uma configuração típica com 6 TB de memória, o Superdome Flex oferece uma solução mais barata e mais eficiente do que as ofertas concorrentes com quatro soquetes. Por quê? Devido às características da arquitetura, outros fabricantes de sistemas com quatro processadores são forçados a usar módulos de memória de 128 GB DIMM e processadores mais caros com suporte a 1,5 TB por soquete. Isso é significativamente mais caro do que utilizar módulos de 64 GB DIMM no Superdome Flex com oito soquetes. Assim, a plataforma Superdome Flex com oito soquetes e 6 TB de memória oferece o dobro da capacidade de computação, o dobro da largura de banda de memória e o dobro das capacidades de entrada/saída, e ainda assim será mais econômica do que produtos concorrentes com quatro soquetes e 6 TB de memória.
Da mesma forma, uma configuração de 8 processadores com 6 TB de memória, a plataforma Superdome Flex pode oferecer uma solução mais econômica e de maior desempenho com oito sockets. Como? Outros fabricantes de sistemas de 8 processadores são obrigados a usar processadores Platinum mais caros, enquanto a Superdome Flex com oito sockets pode utilizar processadores Gold mais acessíveis, mantendo a mesma capacidade de memória.
Na verdade, entre as plataformas baseadas na família de processadores Intel Xeon Scalable, apenas a Superdome Flex pode suportar processadores Gold mais econômicos em configurações com 8 ou mais sockets. (a arquitetura Intel 'sem união' suporta 8 sockets apenas com processadores Platinum caros). Também oferecemos uma ampla gama de processadores com diferentes números de núcleos, de 4 a 28 por processador, permitindo ajustar a quantidade às exigências das cargas de trabalho.
A importância da escalabilidade dentro de um único sistema
A capacidade de escalabilidade vertical dentro de um sistema, ou scale up, oferece uma série de vantagens para cargas críticas e bancos de dados, para os quais o HPE Superdome Flex é mais apropriado. Isso inclui bancos de dados tradicionais e bancos de dados em memória, análise em tempo real, ERP, CRM e outros aplicativos transacionais. Para esses tipos de cargas, é mais simples e econômico gerenciar um único ambiente verticalmente escalável do que um cluster com escalabilidade horizontal; além disso, isso reduz significativamente a latência e melhora o desempenho.
Confira a publicação no blog , para entender por que a escalabilidade vertical é muito mais eficiente do que a horizontal (clusterização) para esses tipos de cargas de trabalho. Essencialmente, tudo se resume à velocidade e à capacidade de operar no nível necessário para esses aplicativos críticos.
Desempenho consistentemente alto até as configurações máximas
As capacidades de escalabilidade do Superdome Flex são alcançadas graças ao exclusivo chipset HPE Superdome Flex ASIC, que conecta chassi de 4 processadores separados, como mostrado nas figuras 1 e 2. Todos os ASICs estão conectados diretamente entre si (com uma distância de um passo), garantindo latências mínimas de acesso a recursos remotos e máxima performance. A tecnologia HPE Superdome Flex ASIC proporciona roteamento adaptativo para balanceamento de carga na matriz de comutação e otimização de latências e largura de banda, o que melhora o desempenho e o nível de disponibilidade do sistema. O ASIC conecta os chassis em uma matriz de fábrica com coerença de cache e suporta a consistência do cache em todos os processadores, utilizando um grande catálogo de registros de estado de linhas de cache, que é integrado diretamente no ASIC. Este esquema de coerença desempenha um papel fundamental, permitindo ao Superdome Flex manter uma escalabilidade de desempenho próxima à linear, variando de 4 a 32 sockets. As arquiteturas típicas "sem vinculação" demonstram uma escalabilidade de desempenho já mais limitada (variando de quatro a oito sockets) devido à disseminação de broadcast de requisições de serviço para assegurar a coerença.
Fig. 1. Diagrama de conexões da matriz de comutação HPE Flex Grid do servidor Superdome Flex de 32 sockets
Fig. 2. Chassi de 4 processadores
Memória total
Assim como os recursos de processador, o volume de memória também pode ser aumentado adicionando chassi ao sistema. Cada chassi possui 48 slots DDR4 DIMM nos quais podem ser instalados módulos de memória de 32 GB RDIMM, 64 GB LRDIMM ou 128 GB 3DS LRDIMM, oferecendo um volume máximo de memória de 6 TB por chassi. Assim, o volume total de memória do HPE Superdome Flex na configuração máxima com 32 sockets atinge 48 TB, o que permite operar com as aplicações mais exigentes em recursos, utilizando tecnologia in-memory.
Alta flexibilidade de entrada e saída
No que diz respeito à entrada e saída, cada chassi Superdome Flex pode ser equipado com uma bandeja de 16 ou 12 slots de entrada e saída para garantir uma ampla variedade de opções de instalação de placas padrão PCIe 3.0 e flexibilidade na manutenção do equilíbrio do sistema para qualquer carga de trabalho. Em qualquer uma das opções de bandeja, os slots de entrada e saída estão conectados diretamente aos processadores, sem o uso de repetidores de barramento ou extensores, o que poderia aumentar a latência ou reduzir a largura de banda. Isso fornece o máximo desempenho possível para cada placa de entrada e saída.
Baixa latência
A baixa latência de acesso a todo o espaço de memória RAM compartilhada é um fator chave para o alto desempenho do Superdome Flex. Independentemente de os dados estarem na memória local ou remota (em outro chassi), uma cópia pode estar no cache de diferentes processadores dentro do sistema. O mecanismo de coerência de cache garante a consistência das cópias em cache caso um processo altere os dados. O tempo de latência de acesso do processador à memória local é de cerca de 100 ns. A latência de acesso aos dados na memória de outro processador através do canal UPI é de cerca de 130 ns. Processadores que acessam dados armazenados na memória de outro chassi percorrem um caminho entre dois Flex ASIC (sempre conectados diretamente) com uma latência de menos de 400 ns, independente do chassi em que o processador se encontra. Com isso, o Superdome Flex fornece uma largura de banda entre duas metades da matriz (bi-sectioned) de mais de 210 GB/s em configuração com 8 sockets, mais de 425 GB/s em configuração com 16 sockets e mais de 850 GB/s em configuração com 32 sockets. Isso é mais do que suficiente para as cargas de trabalho mais exigentes e intensivas em recursos.
Por que as altas capacidades de escalabilidade modular são importantes?
Não é segredo que o volume de dados está aumentando a uma velocidade sem precedentes; isso significa que a infraestrutura deve lidar com demandas de processamento e análise cada vez mais exigentes de dados críticos e em constante expansão. Mas as taxas de crescimento podem ser imprevisíveis.
Ao implementar aplicativos que utilizam intensamente a memória RAM, você pode se perguntar: quanto isso me custará o próximo TB de memória? 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.
Hoje, os bancos de dados que operam na memória exigem plataformas de hardware com baixa latência e alta largura de banda. Graças à sua arquitetura inovadora, a plataforma HPE Superdome Flex oferece desempenho excepcionalmente alto, alta largura de banda e latência consistentemente baixa, mesmo nas configurações mais robustas. Além disso, tudo isso pode ser obtido para suas cargas críticas e bancos de dados a um custo-benefício atraente em comparação com sistemas de outros fabricantes.
Sobre as propriedades exclusivas de confiabilidade (RAS) do servidor Superdome Flex, você pode ler em nosso blog e sua descrição técnica . Recentemente também foi publicado um blog sobre , anunciadas na HPE Discover.
De você pode descobrir como o HPE Superdome Flex é utilizado para resolver problemas de cosmologia, bem como como a plataforma está preparada para a computação orientada à memória, uma nova arquitetura de computação baseada em memória.
Você pode encontrar mais detalhes sobre a plataforma na .
Fonte: habr.com
