Третий Prime-сервер Fujitsu Siemens

НОВЫЕ ПРОДУКТЫ

Когда в 1999 г. корпорации Fujitsu и Siemens основали совместную компанию Fujitsu Siemens Computers (www.fujitsu-siemens.ru), в ее продуктовом портфеле оказались две линейки серверов - Intel-серверы Primergy, доставшиеся в наследство от Siemens-Nixdorf, и разработанные японскими инженерами RISC-машины Primepower на основе архитектуры SPARC/Solaris. В начале апреля нынешнего года Fujitsu Siemens представила третью линейку серверов, получившую название Primequest и использующую процессоры Intel Itanium 2 (тогда же Fujitsu, которая будет продвигать их в Азиатско-Тихоокеанском регионе и Америке, провела презентацию Primequest в Токио и Сан-Франциско). Системы позиционируются как работающие под управлением Windows и Linux серверы, предназначенные для выполнения критически важных приложений.

Primequest занимает

шкаф высотой около 2 м

До этого анонса среди моделей Primergy были две системы на основе Itanium, однако они рассчитаны только на два или четыре процессора, в то время как серверы Primequest поддерживают 32-процессорную конфигурацию и построены не на стандартном чипсете Intel, а на наборе микросхем производства Fujitsu. Стоит пояснить, что выпускаемые Intel чипсеты для Itanium не поддерживают более четырех процессоров, поэтому сегодня многопроцессорные системы на Itanium предлагают только те компании, которые способны разработать свой фирменный чипсет для этого процессора (единственное исключение - сервер Bull NovaScale, где многопроцессорная система построена на стандартных чипсетах Intel, объединенных коммутатором FAME). В начале 2005 г. таких компаний было всего шесть: HP, которая переводит серверы с архитектуры PA-RISC на Itanium, IBM, NEC, Unisys, Bull и SGI (к этому списку можно добавить и Hitachi, но она поставляет свои серверы только в Японии); однако недавно IBM заявила, что из-за низкого спроса на Itanium не собирается реализовывать поддержку этого кристалла в новом поколении своих многопроцессорных Intel-серверов eServer X3. Скорее всего, на это решение IBM помимо скромных успехов Itanium повлияло и стремление руководства корпорации развивать собственную RISC-архитектуру POWER.

Как устроены Primequest

Несмотря на использование процессоров Intel, по своей архитектуре новая серия серверов ближе не к Primergy, а к старшим моделям Primepower: она полностью разработана Fujitsu, а в продолжавшейся два года разработке Primequest было задействовано около 500 инженеров японской корпорации, многие из которых до этого участвовали в создании ее SPARC-сервера. Сейчас в серию Primequest входят две модели - с 16 и 32 процессорами; их основные характеристики приведены в таблице.

Основные характеристики Primequest

Эти серверы построены по симметричной мультипроцессорной архитектуре (SMP) - они состоят из системных плат, на которых размещены четыре разъема для процессоров и 32 слота для модулей памяти DIMM, и блоков ввода-вывода со слотами PCI, контроллерами Gigabit Ethernet и SCSI. Внутренние коммутаторы соединяют системные платы и блоки ввода-вывода в единую SMP-систему. Специальные платы управления System Management Board (MMB) обеспечивают мониторинг системы и конфигурирование, в том числе организацию внутренних аппаратных разделов. MMB, оснащенная процессором PowerPC 440 и использующая Linux, позволяет выполнять администрирование сервера с помощью обычного Web-браузера. Стоит отметить, что все кабельные подключения сервера интегрированы в его объединительную панель, поэтому изменять соединения между внутренними компонентами можно через MMB без физического переключения кабелей. В результате быстрее выполняется изменение конфигурации разделов сервера, сокращается число ошибок при подсоединении кабелей и экономятся PCI-слоты.

Хотя схожая SMP-архитектура применяется и в многопроцессорных серверах на базе Itanium других производителей, руководители Fujitsu Siemens на презентации Primequest подчеркивали особенности своего сервера, дающие существенные преимущества перед конкурентными моделями аналогичного класса. Например, его внутренние коммутаторы (четыре для передачи данных и два - для адресов), которые были разработаны с использованием опыта, накопленного при проектировании суперкомпьютеров Fujitsu, обеспечивают высокую пропускную способность и сокращают время задержки при обмене данными: в старшей модели - Primequest 480 - агрегированная полоса пропускания коммутирующих шин crossbar в установившемся режиме равна 102,4 Гб/с.

Блоки ввода-вывода можно независимо от системных плат перераспределять между разделами благодаря функции Flexible I/O, в то время как в других SMP-системах эти компоненты объединены на одной плате либо жестко связаны между собой.

Однако главное преимущество Primequest - это расширенные функции защиты от сбоев, доступности и упрощения (обслуживания RAS), без которых невозможно использовать серверы для выполнения критически важных приложений. Директор по технологиям Fujitsu Siemens Джозеф Регер утверждает, что по коэффициенту готовности новые серверы приближаются к таким системам, как Tandem и Stratus, где отказоустойчивость достигается за счет полного дублирования всех критичных компонентов.

Функция System Mirror, основанная на технологиях, которые применяются в мэйнфреймах Fujitsu, позволяет задублировать ресурсы раздела (процессоры, память, ввод-вывод, коммутаторы) таким образом, чтобы раздел и его зеркальная копия работали в режиме жесткого параллелизма (lock step). Эту функцию можно задействовать в двух режимах - стандартном, когда зеркалируется только коммутатор crossbar, пропускающий через себя глобальные адреса, и с дополнительным зеркалированием, при котором дублируются еще коммутаторы crossbar, служащие для передачи данных между системными платами и блоками ввода-вывода, и модули памяти. Поскольку трафик по шине адресов относительно невелик, зеркалирование в стандартном режиме практически не влияет на производительность, а применение дополнительного зеркалирования, по оценкам разработчиков Primequest, снижает производительность сервера не более чем на 5% (правда, при этом вдвое сокращается эффективный объем его оперативной памяти).

Поставки Primequest 450/480 начнутся в середине года, и первоначально серверы будут оснащаться процессорами Itanium 2 (Madison 9M), а после выхода во втором полугодии Montecito - новым поколением Itanium 2, построенным по двухъядерной архитектуре; поэтому масштабируемость этих серверов увеличится вдвое (до 64 процессоров), а с учетом применения в Montecito механизма многопоточности в два раза должна вырасти и их производительность. Кроме того, если сейчас минимальный раздел сервера - это одна системная плата, то в машинах с Montecito раздел можно будет создавать из одного разъема (т. е. двух процессорных ядер).

Системная плата Primequest с четырьмя

процессорами

В конце года Fujitsu Siemens обещает опубликовать результаты выполнения на Primequest эталонных тестов, причем, по словам возглавляющего направление Unix-систем Йенса-Питера Зайки, соотношение цена/производительность у него будет лучше, чем у HP Integrity Superdome, который рассматривается как главный конкурент.

Операционные системы

В настоящее время Primequest поддерживает два дистрибутива Linux (Red Hat Enterprise Linux 4 и SUSE Linux Enterprise Server 9) и две редакции Windows Server 2003 - Enterprise Edition (до восьми процессоров и 256 Гб ОЗУ) и Data Center Edition (до 64 процессоров и 1 Тб ОЗУ), причем в разделах одного сервера можно одновременно запускать разные ОС. Планируется, что в ближайшие месяцы он будет сертифицирован для кластерных конфигураций Windows Server 2003 и сможет поддерживать построение Linux-кластеров с помощью пакета кластеризации Primecluster.

Разумеется, для выполнения критически важных приложений требуется повышенная надежность не только на уровне аппаратуры, но и на уровне ОС, однако сегодня и Linux, и Windows по функциям RAS значительно уступают коммерческим версиям Unix, используемым в RISC-системах. Fujitsu Siemens надеется совместно с Microsoft и сообществом Open Source устранить этот недостаток - например, в следующей версии Windows, известной под кодовым названием Longhorn, будет реализована поддержка функции динамического реконфигурирования разделов Primequest, а в новых выпусках Linux планируется добавить функцию sadump, собирающую данные об ошибках, которые возникают не только во время работы ОС, но и при ее загрузке (как сообщил г-н Регер, она будет использовать особенности архитектуры Itanium, известной как Machine Check Architecture - MCA). При этом будут расширены возможности построения отказоустойчивых кластеров, управления ресурсами сервера и динамической конфигурации. Кроме того, в дистрибутивах Red Hat и SUSE появятся средства регистрации нефатальных ошибок процессора и памяти, обнаружения фатальных ошибок с перезагрузкой на уровне ядра ОС, а во втором полугодии 2006 г. - локализация ошибок шин PCI, процессоров и памяти.

Третий путь Fujitsu-Siemens

На презентации Primequest в Сан-Франциско руководители Fujitsu заявили, что рассчитывают в течение следующих трех лет продать во всем мире (включая и регион EMEA, за который отвечает Fujitsu Siemens) 10 тыс. этих серверов на сумму около 2 млрд. долл. Осуществление столь амбициозных планов усилит позиции на серверном рынке как самой японско-германской компании, так и архитектуры Intel Itanium. В связи с этим интересно сравнить стратегию Fujitsu/Fujitsu Siemens в области систем на базе Itanium с той ролью, которую отводят этому процессору в своих серверных линейках ее главные конкуренты - корпорации HP и IBM. Hewlett-Packard активно участвовала в разработке первого 64-разрядного процессора Intel и сейчас превратила его в основную платформу для своих серверов корпоративного класса, отказавшись от дальнейшего развития своих RISC-процессоров, в то время как IBM сделала ставку на собственную архитектуру RISC и фактически отказалась от поддержки Itanium в eServer.

Fujitsu, а вместе с ней и Fujitsu Siemens выбрали третий путь: как подчеркивают представители этих компаний, Primequest не является заменой Primepower, и развитие обеих линеек будет вестись параллельно (напомним, что по соглашению Fujitsu с Sun в следующем году выйдет совместно разработанная ими серия SPARC-серверов APL, старшие модели которой будут основаны на следующем поколении созданных японской корпорацией для Primepower процессоров SPARC64). Новая серия серверов рассчитана на тех заказчиков, что ориентируются на платформу Windows и Linux, а покупателям, предпочитающим RISC/ Unix, будет по-прежнему предлагаться Primepower. Руководители Fujitsu Siemens подчеркивают, что пока Primequest позиционируется как платформа для консолидации баз данных и OLTP-систем, а основными пользователями этих серверов в Европе станут государственные организации и финансовый сектор.