Серверы высокой производительности

Новые мощные аппаратные решения для предприятия

Некоторые серверные приложения Windows отличаются высокими требованиями к вычислительным ресурсам. Пользователям таких программ известно, как трудно бывает выбрать подходящие серверные аппаратные средства. Новые серверы с процессорами Intel Itanium 2 и Xeon располагают достаточными вычислительными возможностями. Сейчас в продаже появились процессоры следующего поколения Itanium 2 (условное название Madison), и большинство упоминаемых в данной статье поставщиков уже объявили о выпуске моделей на базе Madison. Но все рассмотренные серверы Itanium 2 готовы к работе с Madison, поэтому их характеристики не изменятся (полный список поставщиков машин на базе Itanium 2 приведен на Web-узле Intel). Альтернативное решение — серверы с процессорами семейств AMD Athlon MP и AMD Opteron компании Advanced Micro Devices (AMD). Систем с процессорами AMD Opteron во время подготовки данного обзора в продаже не было, но на Web-узле AMD опубликован длинный список поставщиков серверов с процессорами AMD Opteron и AMD Athlon MP.

Системы Itanium 2

Itanium 2 — вершина иерархии систем Wintel. В системах Itanium 2 реализовано несколько новшеств, в том числе:

• исполнение команд с явным параллелизмом;
• интеллектуальные компиляторы, которые обеспечивают более эффективную параллельную обработку команд и заранее загружают данные в кэш-память, тем самым сокращая задержки в вычислениях, вызванные запаздыванием при обращениях к памяти;
• аппаратные ресурсы процессора значительно расширены; в частности, появились дополнительные блоки выполнения команд, пропускная способность системной шины достигла 6,4 Гбайт/с, а это в три раза выше, чем у прежних моделей Itanium.

В сущности, главная задача процессора — извлечь данные из системной памяти и произвести с ними некоторые манипуляции. В параллельных системах процессоры одновременно выполняют фрагменты программы, которые в противном случае пришлось бы выполнять последовательно. Для углубления параллелизма процессоры должны безошибочно обнаруживать данные, которые не изменятся при обработке других данных, и одновременно обрабатывать два набора данных без ущерба для конечного результата. Архитектуру Itanium 2 дополняет набор функций, который специалисты Intel называют Explicitly Parallel Instruction Computing (EPIC). Благодаря EPIC компилятор выделяет фрагменты программного кода, которые могут выполняться параллельно, и отыскивает в программах возможности параллельной обработки. Кроме того, компилятор пытается сократить задержки при доступе к памяти (время ожидания процессора перед обращением к данным, только что загруженным в область памяти), записывая данные в память за несколько командных циклов до их использования. Первая модель Itanium 2 работала с тактовой частотой 900 МГц или 1,0 ГГЦ и располагала кэш-памятью 3-го уровня объемом 1,5 или 3,0 Мбайт. С появлением процессоров Madison семейство пополнилось моделями на 1,3, 1,4 и 1,5 ГГц с кэшем 3-го уровня объемом 3,0 , 4,0 и 6,0 Мбайт соответственно.

Несколько поставщиков предлагают системы с процессором Itanium 2. В данной статье представлены компьютеры Dell, HP, IBM, NEC Solutions America и Unisys. Информация о ценах приведена в табл. 1.

Dell PowerEdge 3250

Dell PowerEdge 3250

Модель PowerEdge 3250 в корпусе размером 2U (9 см) устанавливается в стойке и оснащается одним или двумя процессорами. Емкость оперативной памяти сервера, сконструированного на основе набора микросхем Intel E8870, достигает 16 Гбайт. Компьютер располагает двумя 100-МГц гнездами PCI Extended (PCI-X) и одним 133-МГц гнездом PCI-X, а также контроллером RAID 1 для зеркалирования жестких дисков SCSI. Сервер поставляется с Windows Server 2003 или Red Hat Linux. Благодаря двум встроенным адаптерам Gigabit Ethernet гнезда PCI освобождаются. Компания Dell предлагает и кластерные конфигурации.

Системы Itanium 2 компании HP

HP Integrity rx5670

Компания HP выпускает три модели серверов с процессором Itanium 2. HP Integrity rx2600 оснащается одним или двумя процессорами, работающими с тактовой частотой 1,3 или 1,5 ГГц, оперативной памятью емкостью до 24 Гбайт и четырьмя гнездами PCI-X на 133 МГц. В модели HP Integrity rx5670 можно установить до четырех процессоров и 96 Гбайт оперативной памяти. Кроме того, компьютер располагает тремя гнездами PCI-X на 133 МГц, шестью гнездами PCI-X на 66 МГц и одним гнездом PCI на 33 МГц. В модели HP Integrity Superdome можно установить до 64 процессоров, работающих с тактовой частотой 1,5 ГГц, до 512 Гбайт оперативной памяти и до 192 гнезд ввода/вывода при использовании устройств расширения.

Серверы HP предназначены для работы с 64-разрядной операционной системой Windows 2003, Enterprise Edition. Они также совместимы с HP-UX, SuSE Linux (кроме HP Integrity Superdome) и Red Hat Linux. В будущем компания HP планирует использовать и OpenVMS. Серверы rx2600 и rx5670 построены на базе набора микросхем zx1, а в Superdome применяется набор интегральных микросхем sx1000; все они располагают системной шиной с пропускной способностью 6,4 Гбайт/с. Все модели оснащены сервисными процессорами со вспомогательным портом Ethernet для дистанционного управления и мониторинга и совместимы с ведущими платформами управления, такими как OpenView.

IBM eServer xSeries 450

IBM eServer xSeries 450

Компания IBM выпустила на рынок Itanium 2 модель IBM eServer xSeries 450. Система в корпусе высотой 4U (18 см) устанавливается в стойке и может оснащаться четырьмя процессорами Itanium 2 на 1,5 ГГц. Набор гнезд PCI-X стандартный: два на 133 МГц, два на 100 МГц и два на 66 МГц. Гибкость системной конфигурации повышается благодаря функции Remote I/O, которая позволяет разместить один блок высотой 3U (13 см) с 6-12 гнездами PCI-X в стойке, находящейся на расстоянии до 8 м от системного шкафа. Оперативную память xSeries 450 можно расширить до 40 Гбайт. Компания IBM также предлагает модель IBM eServer xSeries 382 с двумя процессорами Itanium 2 на 1,5 ГГц и памятью SDRAM объемом 4 Гбайт. Сервер в корпусе высотой 2U устанавливается в стойке.

Компания IBM применяет в серверах набор микросхем XA-64, в котором реализована технология IBM Chipkill Memory для более надежной четырехразрядной защиты стандартных модулей памяти DIMM. Chipkill повышает отказоустойчивость памяти с коррекцией ошибок (ECC), исправляя множественные однобитовые ошибки DIMM. Технология Memory ProteXion задействует ранее не использовавшиеся биты ECC-памяти и повышает устойчивость системы к отказам микросхем памяти. Производительность всех серверов повышается благодаря кэшу четвертого уровня (в терминологии IBM — XceL4 Server Accelerator Cache) емкостью до 16 Мбайт. Контроллер Ultra320 SCSI со встроенными функциями RAID 1 позволяет зеркально копировать данные на два SCSI-диска горячей замены. Аппаратное решение Light Path Diagnostics упрощает поиск причины неисправностей и отображает информацию о состоянии системных компонентов на передней диагностической панели. В следующих моделях IBM можно будет объединить до четырех 4U-серверов xSeries 450 и строить масштабируемые системы из 16 машин.

Из-за ошибки в процессорах Itanium 2, работающих с тактовой частотой 900 МГц и 1 ГГц, компания IBM продавала лишь единичные экземпляры ранних систем xSeries 450. Чтобы избежать сбоев, тактовую частоту процессора понизили до 800 МГц. Системы готовы к работе с процессорами Madison, и потребители смогут воспользоваться преимуществами модернизированных процессоров, как только они появятся в продаже.

NEC Express5800/1000

Компания NEC предлагает семейство серверов NEC Express5800/1000, в состав которого входят три модели Itanium 2. В каждой машине можно установить по крайней мере восемь процессоров (1ГГц или 900МГц). Express5800/1080Rc выпускается в монтируемом в стойку корпусе высотой 8U (36 см) и оснащается восемью процессорами, четырьмя встроенными жесткими дисками, оперативной памятью емкостью от 8 до 16 Гбайт и 26 гнездами PCI. 1080Rc работает с операционной системой Windows 2003 Enterprise Edition или 64-разрядной Windows 2003, Datacenter Edition. Модель Express5800/1160Xc располагает 16 процессорами, оперативной памятью объемом от 8 до 256 Гбайт и 56 гнездами PCI. Express5800/1320Xc поддерживает до 32 процессоров, от 8 до 512 Гбайт оперативной памяти и 112 гнезд PCI. 1160Xc и 1320Xc — напольные модели, работающие с Windows 2003 Datacenter Edition и оснащенные шестью внутренними отсеками для жестких дисков.

В продаже имеются и серверы семейства Express5800/1000 с операционной системой Linux, а за пределами США компания NEC продает модели с HP-UX. По словам представителя NEC, коммутируемая архитектура с малыми задержками переключения обеспечивает связь между группами (ячейками) из четырех процессоров и позволяет увеличить число процессоров в системе до 32. NEC также объявила о новом семействе серверов TX7 с операционными системами HP-UX и Linux. Модели TX7 оснащаются 32 процессорами Itanium 2 (Madison) и первоначально будут продаваться только в Японии.

Семейство Unisys ES7000

Unisys ES7000 Orion 560

В состав семейства ES7000 компании Unisys входит несколько серверов на базе Itanium 2. В системах ES7000 Aries 410 устанавливается от 4 до 8 процессоров, 64 Гбайт оперативной памяти и 16 гнезд PCI-X на 133 МГц. Система ES7000 Aries 420 может работать с 16 процессорами (объединенными в группы по 4) и располагает 32-мя гнездами PCI-X на 100 МГц. Сервер поддерживает один или два загружаемых экземпляра операционной системы и 128 Гбайт оперативной памяти.

ES7000 Orion 430 и ES7000 Orion 560 — разделяемые серверы для баз данных, консолидации серверов и других видов применения с высокими требованиями к вычислительным ресурсам. Каждый из 64-разрядных доменов обеих моделей может содержать 128 Гбайт оперативной памяти (всего 256 Гбайт) и 16 процессоров Itanium 2. В каждом домене можно выделить один или два раздела, поделив процессоры домена между разделами группами по четыре. Кроме того, Orion 560 поддерживает от 16 до 32 процессоров Intel Xeon MP, разделенных между двумя 32-разрядными доменами. Всего можно организовать до восьми четырехпроцессорных 32-разрядных разделов. В систему можно установить до 42 серверов-лезвий с процессорами Pentium III 700, каждый из которых располагает собственной памятью и сетевым портом. Все машины оснащаются специализированным сервисным процессором и программой Unisys Server Sentinel, которая обеспечивает дистанционное управление, мониторинг состояния системы и направляет в сервисный центр Unisys предупреждения о неисправностях.

Системы Xeon

Разработчики Intel спроектировали процессор Xeon MP для многопроцессорных систем. Микросхема работает с тактовыми частотами до 2,8 ГГц и кэшем Level 3 емкостью до 2 Мбайт. В документации компании набор компонентов, обеспечивающих высокую тактовую частоту Xeon MP, называется архитектурой NetBurst. Системная шина на 400 МГц обеспечивает более высокую скорость обращений к памяти и устройствам ввода/вывода, в частности к гнездам PCI-X на 133 МГц. Повышению производительности процессора способствует и технология HyperThreading компании Intel. Аппаратные ресурсы каждого процессора могут поддерживать состояние двух прикладных потоков; это позволяет более эффективно использовать единственный набор исполнительных ресурсов. Информация о ценах приведена в табл. 2.

Компания HP выпускает два восьмипроцессорных сервера IA-32 высокого уровня: HP ProLiant DL740 и HP ProLiant DL760G2. Две модели имеют ряд похожих характеристик. В обоих компьютерах можно установить от 4 до 8 процессоров Xeon с тактовой частотой 1,5 или 2 ГГц и до 64 Гбайт адресуемой 133-МГц памяти типа SDRAM. Обе системы спроектированы на основе набора микросхем F8 и оснащены системной шиной, работающей со скоростью 400 МГц. Обе располагают четырьмя однодюймовыми отсеками для накопителей с горячей заменой и встроенным RAID-контроллером Ultra3 SCSI, с помощью которого можно составить конфигурации RAID 0, RAID 1, RAID 0+1 и RAID 5.

Оба сервера отличаются от прежних моделей наличием RAID-памяти с горячей заменой. RAID-память играет для системной оперативной памяти такую же роль, какую RAID-контроллер — для дисковых запоминающих устройств. В реализации HP 40 гнезд DIMM сгруппированы в пять модулей памяти с горячей заменой. С использованием алгоритмов RAID 4 система «расщепляет» данные между четырьмя модулями памяти, а в пятом хранится информация о четности. Состояние каждого DIMM отображается светодиодами. В случае отказа DIMM достаточно просто удалить модуль памяти с неисправным DIMM, заменить и заново установить модуль. В машине ProLiant DL740 доступ к модулям памяти открывается сверху. В ProLiant DL760G2 модули памяти доступны с передней панели.

ProLiant DL740 поставляется в корпусе высотой 4U (18 см) для монтажа в стойке и оснащается шестью 64-разрядными гнездами PCI-X на 100 МГц, двумя встроенными сетевыми портами на 1 Гбайт и встроенным адаптером Remote Insight Lights-Out Edition для дистанционного управления сервером. ProLiant DL760G2 — модель в монтируемом в стойку корпусе высотой 7U (31 см) с десятью 64-разрядными гнездами PCI-X на 100 МГц и одним встроенным сетевым адаптером на 1 Гбайт. Дистанционное управление сервером — факультативная функция на базе платы Remote Insight Lights-Out Edition II, которая устанавливается в гнездо PCI на 33 МГц.

IBM eServer xSeries 445

IBM eServer xSeries 445 масштабируется в 16-процессорный сервер при использовании процессоров Xeon processor MP, работающих с частотой от 2,0 до 2,8 ГГц; к концу 2003 г. компания IBM планирует выпустить 32-процессорные машины (xSeries 445 с процессором Xeon DP работает в двух- и четырехпроцессорных конфигурациях с частотами до 3 ГГц). Два взаимосвязанных блока образуют 16-процессорную систему. В корпус высотой 4U (18 см) можно установить два модуля SMP Expansion Modules, каждый из которых содержит до четырех процессоров. В машине применяется набор микросхем XA-32 второго поколения, совместимый с системной шиной на 400 МГц. В каждом корпусе имеется шесть гнезд PCI-X (по два гнезда на 66, 100 и 133 МГц). С помощью модуля расширения Remote I/O можно добавить еще шесть гнезд PCI-X (12 в 16-процессорном сервере). Каждый корпус располагает двумя жесткими дисками SCSI с горячей заменой и встроенным контроллером Ultra320 SCSI. Встроенный модуль RAID позволяет зеркально копировать диски.

16-процессорный сервер xSeries 445 может быть оснащен оперативной памятью емкостью до 128 Гбайт. Память можно установить, поместив 2-Гбайт модули DIMM в 16 DIMM-гнезд в каждом модуле SMP Expansion Module. Кроме того, производительность системы повышается благодаря кэш-памяти XceL4 Server Accelerator Cache объемом 64 Мбайт в каждом модуле SMP Expansion Module. Ряд функций управления памятью xSeries 445 повышает надежность системы и устойчивость к отказам модулей памяти. Контроллер памяти в каждом SMP Expansion Module обеспечивает режим зеркального копирования памяти, которая активизируется или отключается в системном BIOS. Если для модуля расширения включен режим зеркалирования, то операционная система видит половину памяти, имеющейся в модуле расширения, а контроллер зеркально копирует одну половину памяти в другую половину установленной памяти. Если DIMM отказывает, то администратор получает предупреждение от встроенной схемы Light Path Diagnostics. Система обеспечивает горячую замену памяти, и отказавший модуль можно заменить, не прерывая работу сервера.

Системы Unisys ES7000 Xeon SMP

Компания Unisys предлагает пять моделей на базе Xeon processor MP семейства ES7000: ES7000 Aries 510, ES7000 Aries 520, ES7000 Orion 530, ES7000 Orion 540 и ES7000 Orion 550. Все модели оснащаются вариантами Xeon processor MP, работающими с тактовой частотой 1,5 и 2,0 ГГц. Модель начального уровня Aries 510 работает с четырьмя, шестью или восемью процессорами, оперативной памятью объемом 16 Гбайт и восемью гнездами для устройств ввода/вывода. Aries 520 оснащается 8, 12 или 16 процессорами, работающими с одним или двумя экземплярами операционной системы. Модель Orion 530 спроектирована для работы в серверных кластерах и поддерживает два 16-процессорных узла. В модели Orion 540 может быть установлено от 16 до 32 процессоров (число процессоров должно быть кратно четырем) и четыре экземпляра операционной системы. Модель высокого уровня Orion 560 поддерживает от 16 до 32 процессоров в двух доменах, 42 сервера-лезвия Pentium III, 148 Гбайт оперативной памяти и 138 гнезд для устройств ввода/вывода.

Серверы серии ES7000 построены на основе монтируемой в стойку конструкции-ячейки высотой 4U (18 см), содержащей от четырех до восьми процессоров. Объединив до четырех ячеек, можно создать серверы с числом процессоров до 32. Все модели располагают специализированными сервисными процессорами для дистанционного управления и экземпляром программы Unisys Server Sentinel. Кластерный сервер Orion 530 работает только с Windows 2003 или Windows 2000 Datacenter Server. Все остальные модели совместимы с Windows 2003 Enterprise Edition, Windows 2000 Advanced Server, SCO UnixWare 7.1.3 и SCO Linux Server 4.0. Модели 550, 540 и 520 также поддерживают Windows 2003 Datacenter и Windows 2000 Datacenter.

Что делать, если компании не хватает вычислительных ресурсов? Я рассказал лишь о немногих моделях, имеющихся на рынке серверов высокого уровня. PowerEdge 3250 (5999 долл. за однопроцессорную конфигурацию) — один из самых доступных серверов на базе Itanium 2. Лучшими возможностями расширения располагают высокоуровневые модели компаний HP, NEC и Unisys. Ресурсы систем с 64 процессорами Itanium 2 вполне достаточны для решения задач консолидации серверов и требовательных приложений баз данных. Возможности альтернативных моделей на базе Xeon по-прежнему достаточны для всех, кто предпочитает технологии, проверенные временем. Подходящим вариантом для многих предприятий будут системы с процессорами AMD Athlon MP и AMD Opteron, хотя они и не рассматривались в данной статье.

Джон Грин — старший обозреватель программных продуктов в журналах SQL Server Magazine и Windows 2000 Magazine. С ним можно связаться по адресу: jgreen@winnetmag.com

Таблица 1. Цены базовых моделей Itanium 2

Таблица 2. Цены базовых моделей Xeon

Поставщики: контактная информация

AMD ATHLON MP, AMD OPTERON

Advanced Micro Devices

http://www.amd.com

ES7000 ARIES 510, ES7000 ARIES 520, ES7000 ORION 530, ES7000 ORION 540, ES7000 ORION 550, ES7000 ORION 560

Unisys

http://www.unisys.com

HP INTEGRITY RX2600, HP INTEGRITY RX5670, HP INTEGRITY SUPERDOME, HP PROLIANT DL740, HP PROLIANT DL760G2

HP

http://www.hp.com

IBM ESERVER XSERIES 450, IBM ESERVER XSERIES 382, IBM ESERVER XSERIES 445

IBM

http://www.ibm.com/servers

ITANIUM 2, XEON PROCESSOR MP

Intel

http://www.intel.com

NEC EXPRESS5800/1080RC, NEC EXPRESS5800/1160XC, NEC EXPRESS5800/1320XC

NEC Solutions America

http://www.necsolutions-am.com

POWEREDGE 3250

Dell

http://www.dell.com