Cерверы Compaq DS10/DS20


Compaq DS20 на базе микропроцессора Alpha 21264
Посткризисное состояние диктует принятие более экономичных решений в области информационных технологий. Тех же результатов приходится добиваться за меньшие деньги. Значит, показатель стоимость/производительность становится едва ли не самым важным. Поэтому новые серверы Compaq DS10/DS20 на базе микропроцессоров Alpha 21264 должны привлечь внимание потенциальных отечественных заказчиков.

Появление этих серверов сопровождает перевод линейки компьютеров Compaq/Digital на базе Alpha 21164 на более эффективные и мощные процессоры Alpha 21264. C точки зрения сохранения инвестиций приобретение систем на базе 21164 становится все менее целесообразным. Одно- и двухпроцессорные системы DS10/ DS20 формально относятся к системам младшего класса, предназначенным для рабочих групп. Однако высокая производительность 21264 и технические характеристики самих серверов, о которых речь пойдет ниже, позволяют, по мнению автора, использовать DS20 и в масштабе предприятия, особенно в российских условиях. В архитектурном плане SMP-системы DS20 представляют больший интерес, и основное внимание мы уделим именно им.

Архитектура DS20

Процессоры Alpha 21264 ориентированы на применение в качестве интерфейса коммутатора, а не традиционной системной шины. Поэтому более старые серверы DEC, использующие системную шину, не столь эффективны при применении в них Alpha 21264.

Серверы DS20 имеют архитектуру, базирующуюся на коммутаторе, обеспечивающем соединения "точка-точка". Ключевые элементы архитектуры задаются расположенным на системной плате (рис. 1) набором микросхем. Этот термин, хорошо известный пользователям ПК, в DS20 реально соответствует большому числу микросхем - их на системной плате аж одиннадцать штук! Конечно, с точки зрения стоимости производства и надежности это не очень хорошо, но данный набор микросхем обеспечивает весьма высокие характеристики сервера.

Прежде всего следует сказать вкратце о самих Alpha 21264. Это суперскалярные микропроцессоры с тактовой частотой 500 МГц (их в DS20 - один или два), комплектуемые внешним кэшем емкостью 4 Мбайт с тактовой частотой 200 МГц. Данные процессоры относятся к поколению EV6, построены по 0,35-микронной технологии CMOS-6 и содержат 15,2 млн. транзисторов.

Двухканальные частично-ассоциативные первичные кэши данных и команд имеют емкость по 64 Кбайт каждый. В процессоре используется внеочередное спекулятивное выполнение команд с применением переименования регистров, которых в 21264 всего 152 (80 целочисленных и 72 вещественных). В системе команд 21264 представлен также набор "мультимедийных" инструкций MVI.

Хорошо известно, что Alpha 21264 являются мировыми лидерами производительности. Хотя последние данные, представленные Hewlett-Packard для процессоров PA-8500, выше, чем у Alpha 21264, высокочастотные модели PA-8500 пока не поставляются, и к моменту их появления семейство Alpha может снова выйти вперед.

Процессоры Alpha монтируются на процессорный модуль - дочернюю плату, содержащую собственно процессор, вентилятор и вторичный кэш. Это облегчает модернизацию сервера DS20, в который может быть установлен один или два процессорных модуля.

Вернемся к набору микросхем. Он включает управляющую микросхему C, две микросхемы Р, поддерживающие две шины PCI, и восемь микросхем D, которые "образуют" интерфейс микропроцессора с оперативной памятью.

Оперативная память имеет две шины шириной 32 байт каждая, работающие на тактовой частоте 87 МГц, что дает пропускную способность 2,67 Гбайт/с на шину, или 5,2 Гбайт/с для двухпроцессорной конфигурации. Память, обладающая низкой задержкой (120 нс) и временем цикла 12 нс, построена по технологии SDRAM с использованием 200-контактных модулей DIMM. Общее число DIMM-модулей может достигать 16, а общая емкость памяти - 4 Гбайт.

Подсистема ввода/вывода DS20

На рис. 2 представлена подсистема ввода/вывода DS20, основу которой составляют две 64-разрядные шины PCI c частотой 33 МГц и пропускной способностью порядка 250 Мбайт/с каждая. На каждой PCI-шине доступно по три слота, причем один слот разделяется с шиной ISA.

Микросхема Cypress SIO поддерживает шину ISA, интерфейс IDE, порты мыши, клавиатуры и USB. Отметим, что DS20 имеет "стандартные" параллельный и два последовательных порта. Микросхема Adaptec 7895 дает поддержку для двух UltraSCSI-каналов. Если вернуться к сопоставлению с двухпроцессорным сервером Origin200, то мы и там найдем два SCSI-канала, но число PCI-шин и PCI-слотов в DS20 в два раза выше. С другой стороны, применение в Origin 200 так называемых слотов XIO обеспечивает этому серверу гораздо более высокую пропускную способность подсистемы ввода/вывода (3,2 Гбайт/с для 180-мегагерцевого R10000).

Что касается внешних устройств, то DS20 имеет десять посадочных мест, из которых три заняты под контроллер CD-ROM, накопитель на гибких дисках и съемный 5,25-дюймовый накопитель. В остальных семи с использованием известных "полок" DEC StorageWorks могут размещаться жесткие диски емкостью до 18,2 Гбайт каждый.

Аргументы и факты

Укажем еще на некоторые важные особенности серверов DS20. Прежде всего это целый ряд решений, повышающих надежность работы: применение кодов ECC в оперативной памяти и контроля по четности основных шин; наличие датчиков температуры и состояния источника питания и вентиляторов; возможность комплектации избыточным (N+1) источником питания; возможности горячей замены StorageWorks и работы с дисковыми массивами RAID уровней 0, 1, 0+1 и 5; средства мониторинга параметров среды и удаленного управления сервером.

Отдельно следует отметить возможности образования кластеров на базе технологии Memory Channel, содержащих до восьми серверов. Эти средства доступны при использовании ОС Tru64 Unix (Digital Unix) и OpenVMS. Напомним читателям, что эта уникальная технология, обеспечивающая передачу данных через PCI-интерфейс непосредственно из оперативной памяти одного узла в память другого, отличается высокой пропускной способностью передачи данных при низкой величине задержки, что, собственно говоря, и требуется для эффективного распараллеливания между узлами кластера. При работе с Windows NT кластеры могут использовать для коммуникаций только интерфейсы Ethernet и SCSI. Кстати, кроме названных операционных систем в DS20 можно использовать также и Linux.

Что касается производительности, то кроме прекрасных оценок собственно микропроцессора (SPECint95/fp95=27,7/58,7), следует отметить показатель SPECweb96 (4092 и 6065 соответственно для одно- и двухпроцессорного DS20), а также оценку производительности TPC-C для двухпроцессорного DS20, равную 11616 tpmC.

В заключение приведем краткие данные (см. табл.) о самом "младшем брате" из этого семейства - cервере DS10, анонсированном в мае. Данные однопроцессорные серверы основаны на Alpha 21264 c тактовой частотой 466 МГц и внешним кэшем емкостью 2 Мбайт. Используется коммутатор со 128-разрядным портом к оперативной памяти, имеющим пиковую пропускную способность 1,3 Гбайт/с. Емкость памяти, использующей 100-мегагерцевые модули DIMM SDRAM, достигает 2 Гбайт. Число доступных PCI-слотов равно 4 (в том числе один слот - 32-разрядный). На базе DS10, потребляющих всего 300 Вт, можно строить кластеры с высоким уровнем готовности.

DS20 ориентируется Compaq на применение в сфере бизнеса и научно-технических приложений, в том числе в качестве сервера баз данных, файлов, Internet-сервера или сервера высокопроизводительных приложений. DS10, очевидно, можно применять в тех же областях, но "рангом пониже". Трехлетняя гарантия на эти серверы и отмеченные выше средства обеспечения надежности позволяют уверенно рекомендовать DS10/DS20 для ответственных приложений.


Михаил Кузьминский - старший научный сотрудник Центра компьютерного обеспечения Института химических исследований РАН. С ним можно связаться по телефону (095) 135-6388.

Основные характеристики конфигураций

  DS10 DS20
Число процессоров 1 1-2
Тактовая частота, МГц 466 500
Емкость внешнего кэша, Мбайт 2 4
Емкость оперативной памяти, Гбайт до 2 до 4
Пропускная способность памяти, Гбайт/с 1,3 2,67-5,2
Число шин PCI 1 2
Число слотов PCI 4 6