SMP-серверы компании Compaq

В предыдущих статьях нашей рубрики мы знакомили читателей, в основном, с мощными SMP-серверами на базе микропроцессоров Intel. Компании, производящие такие серверы, либо непосредственно специализируются в этой области (например Sequent, Tricord), либо известны и как производители мини-компьютеров или даже мэйнфреймов (в частности Data General, Unisys). Эти серверы обладают хорошей масштабируемостью и могут применяться в целом ряде приложений - от уровня подразделения до уровня предприятия. Компания Compaq, признанный лидер в области персональных компьютеров, в последние годы стал больше внимания обращать на серверы. Цель настоящей публикации - познакомить читателя с архитектурой и техническими данными серверов ProLiant. Подобная информация зачастую отсутствует в рекламных проспектах. А между тем именно эти данные позволяют правильно оценить их сегодняшние возможности, пути модернизации и перспективы.

В настоящее время на рынке предлагаются серверы ProLiant 1500 и 4500 (выпускались еще и модели серий 2000 и 4000) на базе микропроцессоров Pentium, а совсем недавно Compaq объявила о поставках ProLiant 5000 на базе Pentium Pro.

Серверы на базе процессоров Pentium

Младшие модели SMP-серверов ProLiant серии 1500 могут иметь 1 или 2 микропроцессора Pentium с тактовой частотой 100, 133 или 166 МГц. Имеются также 3 (по числу доступных значений тактовой частоты) модели 1500R, предназначенные для монтирования в стойку. Основные характеристики конфигураций этих систем даны в таблице. В серверах, содержащих процессоры 100 МГц, кэш-память второго уровня является двухканальной частично-ассоциативной и имеет емкость 256 Кбайт. Процессоры с частотой 133 и 166 МГц снабжаются кэш-памятью удвоенной емкости с обратной записью. Однако эта память в 2-процессорной конфигурации разделяется обоими микропроцессорами. Хотя ProLiant 1500 - это относительно маленькие, компактные серверы, имеющие корпус типа tower, в них используется защищенная кодами ECC оперативная память (ОП) емкостью от 16 до 256 Мбайт. Серверы серии 1500 могут использоваться, например, как файл-серверы подразделения, работающие в локальной сети NetWare. Серверы ProLiant 4500 относятся к среднему диапазону и могут содержать до четырех процессоров Pentium. Каждый процессор располагается на своей собственной плате. В таблице приведены основные параметры конфигураций ProLiant 4500. В этих серверах используется кэш-память второго уровня емкостью 512 Кбайт/процессор (для процессоров Pentium с тактовой частотой 100 МГц) или 2 Мбайт/процессор - для процессоров с частотами 133 или 166 МГц. Эта кэш-память располагается на процессорных платах и называется ServerCache-2. В моделях ProLiant 4500 5/100, т.е. со процессорами 100 МГц, возможна комплектация кэшем третьего уровня емкостью 2 Мбайт, который называется Transaction Blaster. Помещающаяся на одной плате оперативная память (ОП) данных серверов имеет емкость от 64 Кбайт до 1 Гбайт. В ней используются коды ЕСС.

В серверах 4500 имеется 8 разъемов шины EISA. Компьютеры ProLiant 4500 выпускаются в двух исполнениях: напольном - в конструктиве tower, и монтируемом в стойку. В них соответственно по 7 или 8 монтажных отсеков, что дает возможность комплектации до 17,2 (21,5) Гбайт дисковой памяти при использовании дисков емкостью 4,3 Гбайт. Все модели стандартно содержат 32-разрядный контроллер F&W SCSI-2 и сетевой 32-разрядный контроллер NetFlex-3. Компьютеры могут снабжаться современными средствами архивации: лентами DAT DDS2, DLT емкостью 10/20 и 15/30 Гбайт (после слэшей приведены емкости при включенной компрессии). Кроме того, ProLiant 4500 могут комплектоваться рядом средств, повышающих отказоустойчивость, - избыточными вентиляторами (стандартно) и источниками питания, а также контроллером дискового массива Smart-2 Array Controller, который дает возможность горячей замены дисков. В числе операционных систем, с которыми могут работать компьютеры ProLiant 4500 - Novell NetWare (в т.ч. 4.1 SMP), SCO Unix, Microsoft Windows NT, IBM OS/2, Banyan Vines, UnixWare и др.

Очень интересные данные о производительности этих серверов получились на тестах TPC. Предшествовавшая ProLiant 4500 серия 4000 на базе четырех процессоров Pentium/100 МГц продемонстрировала увеличение производительности на 42% по сравнению с таким же сервером, но на процессорах 66 МГц. В случае, если в серверах отсутствует кэш третьего уровня (Transaction Blaster), производительность возрастает только на 27%. Эти измерения были проведены для Windows NT c SQL Server 4.2.1. Аналогичный показатель для SCO Unix 3.24 c СУБД Oracle7 составляет 71% с кэшем третьего уровня и 48% - без него. Подобные данные, демонстрирующие влияние расширения кэш-памяти на TPS, появляются достаточно редко. Уровень производительности для четырехпроцессорного ProLiant 4500 5/166 составил 3849 tpm-C, что свидетельствует и о хорошей пропускной способности системы шин ProLiant 4500.

Серверы на базе Pentium Pro

Старшими моделями серверов ProLiant являются компьютеры серии 5000, в которых применяются 166- и 200-мегагерцовые процессоры Intel Pentium Pro. Встроенная в них поддержка мультипроцессорной обработки и появление на рынке готовых плат от Intel (например четырехпроцессорных плат SHV) дают основание предполагать, что мы будем свидетелями определенной унификации архитектуры SMP-серверов на базе Pentium Pro с количеством процессоров до четырех. Даже при большем числе процессоров архитектура NUMA-Q, которую, в частности, поддерживают Data General, Unisys и Sequent, распространена настолько широко, что является фактически стандартом. Приведенный анализ архитектуры ProLiant 5000 также выходит за рамки конкретных компьютеров фирмы Compaq.

В ProLiant 5000 применяются платы, содержащие до 2 процессоров Pentium Pro. При построении плат используется стандартный набор чипов Intel 82450GX. Процессоры комплектуются интегрированным кэшем второго уровня емкостью 256 Кбайт (при частоте процессора 200 МГц) и 512 Кбайт (при частоте 166 МГц). Этот кэш дополняет первичный (8 Кбайт для данных плюс 8 Кбайт для команд) и является четырехканальным частично-ассоциативным, использующим коды ECC для защиты от ошибок. ProLiant 5000 содержат 2 платы памяти, комплектуемые модулями DIMM (т.е. двухсторонними SIMM) емкостью 16, 32, 64 или 128 Мбайт. Поскольку на платах имеется 16 разъемов для DIMM, максимально допустимая емкость оперативной памяти составляет 2 Гбайт. С появлением модулей памяти емкостью 256 Мбайт максимальный размер ОП будет удвоен. Естественно, вся ОП защищена кодами ЕСС.

Собственно шина памяти является 256-разрядной. Процессорная шина имеет 64 разряда. При этом данные на ней также защищаются кодами ECC. Она работает на частоте 66 МГц, поддерживает расщепление транзакций и использует логику GTL+.

Существует два варианта взаимодействия процессорной шины с PCI-подсистемой ввода/вывода. В первом используется одна шина PCI, соединенная одним мостом с процессорной шиной, а другим (известным, как PCI-to-PCI bridge) - со своим собственным расширением. При этом максимальная пропускная способность ввода/вывода составляет 133 Мбайт/с. На рисунке представлен другой, более производительный вариант соединения (т.н. dual-peer PCI), при котором две шины PCI обеспечивают суммарную пиковую скорость передачи 267 Мбайт/с. Благодаря шлюзу PCI с EISA в ProLiant 5000 поддерживается и шина EISA. А всего в этих серверах имеется 8 разъемов ввода/вывода и 7 монтажных отсеков для дисководов или 8 для монтируемых в стойку исполнений. Что касается собственно адаптеров и устройств ввода/вывода, то они аналогичны применяемым в ProLiant 4500.

Аудиторски подтвержденные измерения производительности на тестах TPC-C версии 3.0 для четырехпроцессорного сервера ProLiant 5000 6/166 дали результат 5677 tpm-C. Это уже уровень современных высокопроизводительных RISC-серверов, и говорит он о возможностях применения таких систем в приложениях масштаба предприятия, хотя компьютеры ProLiant 5000 и относятся к серверам среднего класса. Результатов, близких к этому, на процессорах Pentium удается добиться только при вдвое большем числе процессоров (6253 tpm-C для сервера Unisys с 10 процессорами Pentium c частотой 150 МГц).

Однопроцессорные модели серверов Compaq ProLiant 2000, 4000 и 4500 работают, в частности, в сети Сбербанка России на уровне отделений и выше. В ближайшее время планируется их модернизация с увеличением числа процессоров. Одна из первых поставок ProLiant 5000 должна быть осуществлена во Всероссийский НИИ патентной экспертизы. Но наиболее запомнившимся является, конечно, применение серверов ProLiant в ГАС "Выборы". В Центральной избирательной комиссии РФ, например, были инсталлированы сразу два сервера серии 4500.