Intel: a jövő szervere moduláris

Bemutatta új, adatközpontokkal kapcsolatos vízióját az Intel a tegnapi "Rearchitect the Datacenter" című rendezvényén. Az esemény központi mondanivalója: az Intel érti és követi az adatközpontos világot alapjaiban átalakító trendeket és hajlandó az élére állni, felgyorsítani a folyamatokat.

A vállalati IT-ban használt infrastruktúrák nagyon lassan változnak, a tároló-hálózat-szerver hármas gyakorlatilag évtizedek óta ugyanúgy működik, az egyetlen fontos változás a sebesség folyamatos növekedése. A hagyományos nagyvállalati vevők mellett azonban felnőtt egy új vásárlói réteg, a "webscale" cégek (Google, Facebook, Amazon, Microsoft, stb.), amelyek közül sokan hosszú ideig a hagyományos enterprise IT építőelemekből építkeztek, igényeik azonban mára látványosan kinőtték ezt a szegmenst - a "webscale" technológiák pedig hamarosan visszacsatornázhatóak lesznek a vállalati IT-be is.

Elbontani a szervert: Rack Scale Architecture

Hogyan néz ki a jövő szervere az Intel szerint? Első lépésben marad a hagyományos technológia, de a legapróbb elemig modulárissá válik, a szabványos modulok pedig akár gyártók között is cserélgethetőek lesznek. Így a vásárló csak azt a funkcionalitást veszi meg (és látja el árammal), amire valóban szüksége van, a testre szabott termékek szabadon összerakhatóak, nincs szükség külön-külön termékek kifejlesztésére minden igény kiszolgálásához.

^{Jelen, közeljövő, távoljövő.}

Az ilyen moduláris szerver alapeleme a "tray", a tálca, ennek szélessége a hagyományos rack egyharmada. A tálcák változatos feladatokat láthatnak el, kétfoglalatos szervertől tucatnyi processzort tartalmazó mikroszerverig, tárolótól menedzsmentplatformig. A megközelítés fontos eleme természetesen a felhasznált szabvány, amely leírja a tálcák műszaki adatait és a backpane-t, amely összeköti azokat. Az Intel saját rendszert is kidolgozott, ez a Rack Scale Architecture (RSA), de az OpenCompute Project szabványát is életképesnek tartja, valamint kínai partnerekkel (Alibaba, Baidu, Tencent) kidolgozták a Scorpio platformot is.

Hálózat és mikroszerver

A koncepció kulcsfontosságú eleme a hálózat - a szerverek összekötése, összhangban a moduláris elképzeléssel. Az Intel szerint a megoldás az optikai kapcsolat lesz - minden szerver "emelet" kap egy mezzanine kártyát (optikai PCI Express vagy optikai Ethernet), amely kényelmesen ki tudja szolgálni sávszélességgel az adott emeleten található három kétfoglalatos processzort vagy a 36 Atom-alapú mikroszervert. A hálózati rugalmassághoz hozzájárul a hálózat modularizációjának (network disaggregation) koncepciója is: eszerint minden fiók hálózati kártyája egyben egy saját kis switch, amely összeköti az emeleten található szervereket, a külvilág felé pedig flat, hierarchikus vagy más topológiában csatlakozhatnak. A megközelítés nem teljesen újdonság, a blade rendszerek beépített hálózata hasonló elven működik, a kereten belüli forgalmat igyekszik benntartani.

Nagy pénz, nagy szívás: útravaló csúcstámadó IT-soknak Az informatikai vezetősködés sokak álma, de az árnyoldalaival kevesen vannak tisztában.

Az Intel a mikroszerver definícióját is vinné tovább, a "DIMM form factor" magáért beszél: egyetlen, passzív hűtésű, memóriamodulnak megfelelő méretű áramköri lapon kap helyet egy nyolcmagos rendszerlapka, a több gigabájt memória és az SSD-alapú meghajtó. Ez egyáltalán nem lehetetlen, a modern okostelefonok pontosan ezt (plusz akkut és rádiós egységet is) tartalmazzák, ekkora méretben. Ilyen szerverből (vagy ha úgy tetszik okostelefonból) akár több tucat is elfér egy tálcán, a felhasználásnak csupán a képzelet szab (és a korlátozott számítási teljesítmény) szab határt.

És a távol-jövő: Rack Disaggregation

A hosszabb távú fejlődésnek irányt szabó Rack Disaggregation sokkal ambiciózusabb. Az Intel célja nem egyéb, mint teljesen elbontani a klasszikus szerver definícióját és újragondolni azt az alapoktól. Az RD koncepciója szerint megszűnik a lokális háttértár és megszűnik a lokális rendszermemória is, a processzorok nagy sávszélességű kapcsolatokon keresztül kommunikálnak az egységes tárolókkal és memóriával.

A Rack Disaggregation egyik vezérlő elve a szélsőségesen leegyszerűsített menedzsment, amely az "ömlesztett" hardvernek köszönhetően kizárólag szoftverből megoldható. Már a mai, több százezer szervert tartalmazó infrastruktúrák is feszegetik a menedzsment-megoldások határait, a teljesen "software defined" az Intel szerint az egyetlen járható út lesz.

Ha a jelenlegi trendek töretlenek maradnak, akkor az in-memory adatbázisok néhány év vagy egy évtized távlatában extrém méretet öltenek majd, ami szintén jó érv a memóriaarchitektúra egyesítése mellett. A processzorok mellett várhatóan megmarad az egészséges méretű lokális cache, az adatbázisok pedig a nagy közös memóriában lesznek majd.

Vissza a földre, itt az Avoton

A rendezvényen az Intel leleplezte a Centerton kódnevű szerveres Atomok utódját, az Avotont is, hivatalos nevén a C2000-es sorozatú lapkákat.. Az új processzor az Intel mérései szerint mintegy kétszeres teljesítmény/watt mutatóval rendelkezik a Centertonhoz képest SPECint_rate_2006 alatt, azonos rendszerszintű fogyasztás (20 watt) mellett. A processzor nyers teljesítménye az Intel saját mérései szerint (Dynamic Web Benchmark) alatt akár hétszeres (igaz, négyszeres memóriakapacitás és tízszeres hálózati sávszélesség mellett).

Egy Avoton lapka 8 processzormaggal rendelkezik és maximum 64 gigabájt ECC-s DDR3-1600 memóriát kezel. A lapkán integrált IO-vezérlők találhatóak, többek között 4x gigabites Ethernet, 2 darab SATA 3.0 és 16 csatornás PCI Express 2.0. Az Avotont a mikroszerverek mellett kommunikációs infrastruktúra célgépeibe és tárolókba szánja az Intel, a lapka az év végére biztosan széles körben elérhető lesz.

Broadwell SoC

Az esemény igazi meglepetése, hogy a 2014-re megjelenő új Core architektúra köré szerveres rendszerlapkát (System-on-a-Chip, SoC) is épít az Intel. Kis ismétlés: a Broadwell mikroarchitektúra az Intel nevezéktanában a tikk-takk következő állomása, a most nyáron megjelent Haswell átültetése 14 nanométeres eljárásra, némi finomítással, áttervezéssel. A Broadwell emiatt várhatóan nem hoz jelentősen nagyobb órajelenkénti teljesítményt (IPC), de a kisebb csíkszélességű eljárás alacsonyabb fogyasztást és magasabb órajelet eredményezhet. A rendszerlapka inkább a kisebb tranzisztorok másik előnyét használhatja ki: ugyanakkora területű szilíciumdarabra jóval több fér, így van helye az eddig különálló chipek, vezérlők integrációjának. A Broadwell SoC beépítve tartalmazza majd a hálózati és tárolóvezérlőt, "gyorsítót" (GPU-t) - mindent, ami eddig a processzor körül foglalt helyet.

A Broadwell SoC várakozásaink szerint jóval 20 watt alatt fogyaszt majd, vagyis házon belüli ellenfele lesz a "wimpy core" filozófiát követő Atom-alapú szerverlapkáknak, amelyek több, egyenként alacsony teljesítményű magot fognak munkára. A szintén jövőre érkező, 14 nanométeren készülő Denverton rendszerlapka néhány wattos fogyasztással rendelkezik majd, de teljesítménye jóval alacsonyabb lesz, mint a Broadwellé, így várhatóan teljesítmény/fogyasztás mutatóban is alatta marad a Core architektúrájú társának. Ez nem feltétlenül jelent problémát, a wimpy core specialitása az olyan feladatok kiszolgálása, ahol a számítási teljesítmény egyáltalán nem számít, szemben a memória-, IO- és hálózati hozzáféréssel.

Egyéni lapkák - csak óvatosan

A nagy webes cégek speciális igényekkel rendelkeznek, egy Google vagy egy Facebook nagyon pontosan tudja, hogy milyen funkciókra van szüksége egy processzorban és mi az, ami feleslegesen fogyasztja az áramot. Van tehát egy szűk, de bővülő piaca az egyéni igényekre szabott processzoroknak - ahogy azt az AMD fel is ismerte. A kisebbik processzorgyártó bevételének idén már 20 százalékát adják az ilyen speciális, igény szerint tervezett lapkák, elsősorban a PlayStation 4 és az Xbox One processzorai számítanak ide, de nagy vállalati ügyfeleket is szeretne kiszolgálni az AMD, x86 és ARM lapkákkal is.

A piaci igényre az Intel is gyorsan reagált és bejelentette, hogy az eBay és a Facebook számára készít egyéni processzorokat. Azt nem tudni pontosan, hogy a testreszabottságban a nagyobbik x86-os gyártó milyen mélységet kínál, az ügyfél igényeinek megfelelően aktivált-deaktivált áramkörök, esetleg egyénileg hangolt energiamenedzsment (órajel- és feszültségszabályozás) vehető biztosra.

"Az alkalmazás, a rendszer és az adatközpont ismeretében tudjuk a magok számát, a frekvenciát és az energiafelvételt szabályozni, hogy az jobban illeszkedjen a megrendelő igényeihez" - mondta Jason Waxman, az Intel nagy sűrűségű szerverekért felelős igazgatója májusban. A gyártó jelenleg nem készít külön áramköri blokkokat a megrendelőknek, néhány módosításra azonban adódik lehetőség szilícium szintjén is: "egy utasítás, néhány dedikált láb, némi egyszerű logika" belefér Waxman szerint. Mivel az Intel extém skálájú tömegtermelésre van berendezkedve, az ilyen extrák az összes azonos felépítésű lapkába bekerülnek, dokumentálatlanul, így csak a megrendelő tudja kihasználni azokat.

Az Intel üzleti modellje az extrém volumen mellett szépen eloszló fix költségekre épül, az ilyen viszonylag kis sorozatú, néhány tíz vagy százezres sorozatú lapkák és a minden modell esetében külön lefolytatott komplex validációs folyamat egyelőre nincs a gyártó fókuszában. Tudta ezt az AMD is, pontosan ezért választotta ezt a piaci rést hosszabb távú túlélése alapjának.