МИКРОПРОЦЕССОРЫ
Корпорация IBM (www.ibm.ru) представила в Москве первые модели серверов eServer, построенных на основе ее нового RISC-процессора POWER5. Предыдущий, POWER4, дебютировал в октябре 2001 г. во флагманской модели Unix-систем eServer pSeries 690 (Regatta), но на этот раз корпорация решила изменить порядок выхода серверов с новым процессором, и поэтому сначала им будут оснащаться машины серии eServer iSeries (бывшая AS/400) младшего и среднего класса.
Пока IBM не раскрыла информации о принципах построения многопроцессорных систем на базе POWER5, тем не менее уже можно в общих чертах описать его архитектуру и новые возможности iSeries.
i5 model 520 (справа) и i5 model 570
Процессор
POWER5 - это уже девятое поколение 64-разрядной технологии IBM. Как подчеркивают его разработчики, хотя новый POWER унаследовал принцип "два ядра на кристалле" с общим кэшем второго уровня и другие решения POWER4, в его архитектуру были внесены принципиальные изменения и в результате удалось построить более эффективный суперскалярный процессор. Например, усовершенствована впервые реализованная в POWER4 топология межсоединений (так называемый "распределенный коммутатор"), поэтому если Regatta масштабировалась только до 32 процессоров, то системы на базе POWER5 поддерживают 64-процессорные конфигурации. Это достигнуто в результате перемещения кэша третьего уровня (L3) ближе к процессору, что уменьшило трафик, передаваемый по распределенному коммутатору: если нужные процессору данные отсутствуют в его кэше L2, то запрос посылается в локальный L3, и только если и в нем не окажется данных, запрос через коммутатор адресуется к другим кристаллам.
Изготавливавшийся по технологии 0,18 мкм POWER4 имел на чипе кэш L2 объемом 1,41 Мб, а в выпущенной в прошлом году его модификации POWER4+ размер L2 был увеличен до 1,5 Мб за счет перехода на технологию 0,13 мкм. В POWER5, который сейчас изготовляется по технологии 0,13 мкм, а в 2005-2006 гг. перейдет на проектные нормы 0,09 мкм, кэш второго уровня достигает 1,85 Мб. Кэш третьего уровня в POWER4 и POWER4+ был 32 Мб, а у нового процессора он составляет 36 Мб. Кристалл POWER5 состоит из 276 млн. транзисторов (у POWER4 их 170 млн.) Первые POWER5 имеют тактовую частоту 1,65 ГГц, и по этому показателю новый процессор пока уступает PO-WER4+ с максимальной частотой 1,9 ГГц, однако, как утверждают в IBM, за счет усовершенствований архитектуры по производительности он обгоняет предшественника.
Важное новшество - функция параллельного выполнения нескольких потоков команд Simultaneous Multithrea- ding (SMT), позволяющая за один такт обрабатывать инструкции из двух разных потоков и похожая на применяемую в Intel Xeon технологию Hyper-Threading. В POWER4 параллелизм был реализован на уровне кристалла, т. е. каждое из двух ядер могло обрабатывать свой поток команд, а в выпущенном в 2000 г. сервере pSeries 680 (предшественнике Regatta) с "обычными" одноядерными кристаллами PowerPC RS64 IV применялся так называемый coarse multithreading - за такт выполнялась команда только одного потока, но если возникала длительная пауза (например, нужные данные отсутствовали в кэше процессора), то загружался второй поток команд.
SMT позволяет адаптировать использование ресурса процессора с учетом нагрузки, поэтому если при выполнении команд одного потока возникает задержка, то все исполнительные блоки передаются другому потоку. Как пишут в своей статье в журнале IEEE Micro (март - апрель 2004 г.) создатели POWER5 Рон Калла, Балрам Синхарой и Джоэль Тендлер, они усовершенствовали механизм SMT за счет динамической балансировки ресурсов процессора между потоками и изменения их приоритетов.
В POWER5 функция SMT реализована для каждого ядра кристалла, т. е. один кристалл может параллельно выполнять четыре потока, и самая большая система на его базе, содержащая 64 физических процессора, поддерживает 128 логических. Хотя теоретически возможно добиться более высокой степени многопоточности, разработчики POWER5 считают, что это не даст значительного прироста производительности, который способен оправдать усложнение архитектуры.
По данным IBM, применение SMT в зависимости от приложений обеспечивает выигрыш в производительности на 30-40%, а если какое-то ПО не поддерживает режим многопоточности, то эта функция автоматически отключается.
Кроме того, в POWER5 реализованы новые решения, улучшающие надежность работы процессора, - например, уменьшено тепловыделение кристалла и предусмотрено временное отключение его неиспользуемых компонентов.
Новые возможности iSeries
С выходом новых iSeries операционная система этих серверов OS/400 была переименована в i5/OS, а в архитектуре машин добавился уровень микрокода POWER Hypervisor, реализующий для них поддержку в "родном режиме" приложений AIX 5L (варианта Unix, используемого в eServer pSeries), причем все три ОС могут одновременно работать в разных логических разделах одного компьютера. Кроме того, планируется реализовать и возможность выполнения Linux x86 на интегрированных Intel-серверах Integrated xSeries Adapter (IXA).
Как рассказал на московской презентации POWER5 менеджер по продажам iSeries IBM Дуг Фулмер, функция запуска приложения OS/400 (i5/OS) в этом году будет реализована в pSeries, после чего обе серии RISC-серверов eServer будут идентичны не только по своей аппаратной конфигурации, но и по поддерживаемому ПО. Тем не менее IBM не собирается объединять эти две серии в одну, поскольку у каждой из них сложился свой круг покупателей, привыкших к бренду iSeries pSeries.
Корпорация расширила возможности выделения ресурсов по запросу (capacity on demand, COD), и теперь владельцы iSeries смогут временно активизировать дополнительную оперативную память. Функция Reserve CoD автоматически подключает дополнительную мощность, когда загрузка основных процессоров сервера достигает 100%, а Trial CoD бесплатно активизирует дополнительные процессоры и память на месяц.
Для управления системами на PO-WER5 (как iSeries, так и pSeries) используется впервые появившаяся вместе с pSeries 690 аппаратная консоль Hardware Management Console (HMS), которая представляет собой ПК под управлением Linux. HMS позволяет не только в удаленном и локальном режиме контролировать состояние сервера и включать его, но также создавать внутри него логические разделы и менять их конфигурацию, а также управлять CoD.
Функции виртуализации в iSeries реализуют две программные утилиты, которые выйдут в III квартале текущего года. IBM Director Multiplatform предназначен для централизованного управления выполнением ОС i5/OS, AIX 5L, Linux и Windows, а IBM Enterprise Workload Manager - для контроля производительности выполнения приложений (первоначально он будет поддерживать только WebSphere Application Server, Apache и DB2).
Первые модели i5
Пока POWER5 используется только в двух серверах iSeries. Поставляемый в корпусе "башня" или в стоечном конструктиве i5 model 520 с одним или двумя процессорами рассчитан на небольшие и средние компании. Этот сервер ценой от 10 тыс. долл. поддерживает до 32 Гб оперативной памяти и до 19 Тб дискового пространства и предлагается в четырех конфигурациях. Более мощный i5 model 570 стоимостью от 85,2 тыс. долл. предназначен для крупных и средних предприятий. Он выполнен в стоечном корпусе и комплектуется одним-четырьмя процессорами и до 64 Гб ОЗУ, а также может поддерживать жесткие диски общей емкостью 39 Тб. Кроме того, в ближайшее время IBM планирует реализовать возможность объединения в единую систему до четырех i5 model 570 и в результате создания 16-процессорной конфигурации. По данным корпорации, такой 16-процессорный сервер с архитектурой NUMA будет мощнее 32-процессорного i890 (аналога Regatta в iSeries). В то же время самая мощная 64-процессорная модель i5 (ее выпуск ожидается ближайшей осенью или зимой) по производительности будет в несколько раз превосходить i5 570. Еще одна модель i5 начального уровня будет занимать промежуточное положение между i5 520 и 570.
По-видимому, в течение второго полугодия появятся и аналоги i5 из серии pSeries.
