По мнению аналитиков, вопрос сейчас только в том, сколько времени потребуется на переход на PCI-Express
В центрах обработки данных все чаще начи?нают использовать высокоскоростные межсоединения и программное обеспечение виртуализации. Вопрос, справляются ли с этими темпами серверы, становится актуальным.
Во многих компаниях серверы не полностью используют возможности новых технологий из-за ограничений системных шин PCI и PCI-X и оборудования слота ввода/вывода, через которые к серверам подключается периферия, в частности сетевые устройства и системы хранения. Параллельная архитектура современной технологии PCI ограничивает полосу пропускания и пропускную способность, доступные для передачи данных на серверы и с серверов.
Intel, Dell, Hewlett-Packard, IBM, Microsoft и другие компании работают над созданием последовательной технологии ввода/вывода, получившей название PCI-Express. Эта технология позволяет максимально эффективно использовать скорость и пропускную способность межсоединений. За счет более быстрого обмена данными с серверами можно с большей отдачей задействовать возможности таких новых архитектур, как многоядерные процессоры, и технологию виртуализации, благодаря которой несколько виртуальных серверов размещаются и работают на одной физической машине. Новые архитектуры серверов будут обладать большими процессорными ресурсами, им необходим шлюз, способный обрабатывать большие объемы передаваемых данных.
«Сейчас мы можем работать с более быстрыми процессорами или графическими платами либо поддерживать новые возможности сетей области хранения или подключаемых к сети устройств, — подчеркнул Вернон Тернер, генеральный менеджер по корпоративным вычислениям компании IDC. — Например, если имеются дисководы iSCSI, поддерживающие 10G Ethernet, а используется PCI-X, то неминуемо будет ощущаться недостаток пропускной способности. Благодаря PCI-Express в конечном итоге можно поддерживать скорость внешних устройств ввода/вывода на уровне, который обеспечивают внутренние компоненты системы».
Производители, в том числе Dell, HP и IBM, осенью этого года начали выпускать серверы со слотами PCI-Express. Аналитики считают, что конкурентов у технологии PCI-Express нет, поскольку попытки усовершенствовать стандарт на параллельный PCI были прекращены.
«Вопрос сейчас только в том, — заметил Гордон Хафф, аналитик компании Illuminata, — сколько времени потребуется на переход на PCI-Express».
Архитектура ввода/вывода PCI-Express поддерживает несколько последовательных каналов, аналогичных тем, которые применяются в Gigabit Ethernet и Fibre Channel для передачи данных на серверы и с серверов.
Первоначальный стандарт PCI использует архитектуру параллельной разделяемой шины, в которой фрагменты данных передаются друг за другом. Проблема заключается в том, что сигналы необходимо координировать. По мере того как увеличиваются полоса пропускания за счет добавления большего числа путей передачи сигналов и скорость с повышением частоты сигналов, становится все труднее (и дороже) обеспечить четкую координацию этих сигналов. При поддержке традиционных PCI и PCI-X каждое устройство ввода/вывода должно совместно с другими использовать одну шину.
Однако PCI-Express позволяет предоставить каждому устройству его собственную шину, называемую каналом (link). Канал может содержать до двух трактов, один — для получения, а другой — для передачи данных. Каждый из трактов работает на частоте 2,5 ГГц. PCI-Express может увеличивать пропускную способность за счет добавления каналов и сейчас, как подчеркнул Джим Паппас, директор по корпоративным инициативам компании Intel, PCI-Express предлагается в конфигурациях с 1, 4, 8 и 16 каналами.
Это позволяет серверам поддерживать пропускную способность до 80 Гбит/с при наличии слота PCI-Express на 16 каналов. С другой стороны, PCI-X в своей самой быстродействующей конфигурации работает со скоростью 32 Гбит/с.
Возможность быстро и экономично передавать данные играет все более важную роль по мере распространения высокоскоростных межсоединений, таких как InfiniBand и 10G Ethernet, а также в связи с появлением все более мощных серверов с многоядерными процессорами и средств виртуализации.
Технология ввода/вывода третьего поколения (3GIO) в 2002 году была представлена под названием PCI-Express. Intel выпустила свой первых набор серверных микросхем системной логики, поддерживающий PCI-Express, в июле 2004 года, что позволило в последние несколько месяцев начать производство компьютеров со слотами PCI-Express. Компьютеры со слотами PCI-Express также поддерживают PCI и PCI-X, благодаря чему пользователям не придется отказываться от унаследованных плат. Кроме того, PCI-Express обратно совместим с большей частью программного обеспечения, в силу чего не нужно переписывать драйверы.
Технология PCI-Express применяется в отраслях, где пользователям необходимы более мощные возможности ввода/вывода для графического проектирования, видео и игровых приложений. Аналитики считают, что в течение года данная технология начнет использоваться в корпоративных центрах обработки данных, что позволит увеличить производительность ввода/вывода в системах хранения и кластеризации, где важны низкая задержка и высокоскоростные соединения.
PCI — история развития
Технология PCI развивается уже более десятилетия. Завершающим этапом этого процесса стало создание последовательной шины PCI-Express для поддержки высокоскоростных межсоединений (рис.)