В последних анонсах производителей новые модели серверов позиционируются как платформы виртуализации, чему способствует, в частности, совершенствование процессорных технологий. При этом виртуализация рассматривается не просто как средство консолидации серверов — как основа для нового подхода к администрированию приложений в ЦОД. Ее дальнейшее развитие нацелено на оптимизацию энергозатрат, повышение надежности систем для поддержки ответственных бизнес-приложений, переход к «динамическим ЦОД», гибкую адаптацию ресурсов ИТ в соответствии с изменениями в бизнесе.
В этом году серверный рынок заметно активизировался. На нем появился новый крупный игрок — компания Cisco Systems, которая начала продвигать решение Unified Computing System (UCS). Кроме того, IBM предприняла попытку купить Sun Microsystems, в итоге доставшуюся Oracle, а Fujitsu Siemens Computers перешла в собственность Fujitsu. Результатом выпуска новых процессоров Intel Xeon 5500 на микроархитектуре Nehalem стало беспрецедентное обновление линеек серверов. В то же время аналитики фиксируют падение продаж: за 2008 г. оборот рынка серверов стандартной архитектуры сократился на 5,3%, хотя в единицах продукции вырос на 2,8%.
В прошлом году кризис затронул всех лидеров мирового серверного рынка — IBM, HP, Dell, Sun Microsystems и Fujitsu/Fujitsu Siemens Computers. По данным IDC, в последнем квартале прошлого года поставки серверов x86 во всем мире сократились на 17% (почти на 12% в денежном выражении) по сравнению с тем же периодом позапрошлого года. В IV квартале 2008 г. лидером оставалась HP с долей 38,2% (по обороту), заметно опережавшая Dell (21,9%). В России поставки серверов стандартной архитектуры Intel в 2008 г. выросли на 2,8% и достигли почти 170 тыс. штук, а в «пятерку лидеров» вошли HP, IBM, Depo Computers, Kraftway и Aquarius. Однако в текущем году российский рынок серверов стандартной архитектуры, по прогнозам IDC, может сократиться более чем на 60%, что подтверждают данные I квартала. В IV квартале 2008 г. спад уже превысил 30%.
По мнению Андрея Касьяненко, заместителя генерального директора телекоммуникационной компании «Караван», в ближайшее время вряд ли стоит ожидать значительного интереса к дорогостоящим инновационным разработкам. В корпоративном секторе превалирует тенденция к поиску решений на базе имеющихся ресурсов и минимизации средств на покупку нового оборудования. Сервер стандартной архитектуры морально устаревает по истечении трех лет, но использовать его для решения конкретной задачи можно намного дольше — до 10 лет. Соответственно, темп обновления серверного парка замедлится.
Между тем, в сложных экономических условиях компании ищут пути сокращения издержек, и технологии виртуализации, будучи мощным инструментом оптимизации инфраструктуры ИТ, привлекают все больше внимания. Заказчики отмечают, что возможности виртуализации позволяют повысить отдачу от инвестиций в инфраструктуру ИТ за счет сокращения расходов на ее эксплуатацию, а консолидация обеспечивает долгосрочную экономию. Преимущества достигаются в результате более эффективного использования ресурсов ИТ, увеличения гибкости и надежности инфраструктуры, уменьшения операционных издержек. Унификация средств обеспечения отказоустойчивости и уменьшение количества единиц оборудования помогает сократить время простоя систем, упростить поддержку, уменьшить потребление электроэнергии и повысить эффективность администрирования с одновременным освобождением специалистов от рутинной работы. Сквозное управление виртуальными и физическими серверами позволяет быстро находить и решать проблемы. А коэффициент использования серверов возрастает в среднем с 20% до 80%.
Павел Зеленский, руководитель группы системной архитектуры компании «Инфосистемы Джет», считает, что в условиях сокращения бюджетов ИТ нужно оптимизировать расходы на содержание оборудования, а одним из наиболее эффективных методов снижения стоимости владения остается консолидация вычислительных мощностей. «Кризис — время, когда организации ищут пути повышения эффективности своей деятельности», — отмечают сотрудники «Крок». По их словам, структура спроса на услуги направления вычислительных систем претерпела заметные изменения: стало больше проектов по виртуализации, созданию «контейнерных» ЦОД, организации переездов и аутсорсингу ЦОД, консалтингу в области непрерывности бизнес-процессов.
В этом году определенные действия предприняли и регуляторы. В частности, ЦБ выпустил распоряжение о внедрении планов обеспечения непрерывности бизнеса для кредитных организаций, а значит, технологии, используемые в новейшем оборудовании, могут стать более востребованными у заказчиков. Согласно исследованию Goldman Sachs, ведущими тенденциями в секторе ИТ являются сокращение расходов, виртуализация и консолидация серверных решений.
В ОСНОВЕ — ПРОЦЕССОР
Наиболее критичные параметры для серверной платформы виртуализации — мощность процессора и емкость оперативной памяти. Однако гонка тактовых частот ушла в прошлое. Теперь производители процессоров наращивают их быстродействие за счет многоядерности, тонких технологических процессов и особенностей микроархитектуры, стараясь при этом не увеличивать энергопотребление.
Как отмечает Павел Зеленский, наличие нескольких ядер позволяет минимизировать дополнительные затраты процессорного времени на поддержку программного обеспечения виртуализации. Виртуальные серверы и работающие на них приложения не связаны между собой, поэтому их программный код может выполняться параллельно. В состав Intel Virtualization Technology (VT) входят несколько компонентов, позволяющих разгрузить процессор, так как они обеспечивают ускорение вычислительных процессов, а также оптимизацию операций ввода/вывода и доступа к памяти.
Осенью прошлого года Dell провела тестирование производительности виртуализации на четырехпроцессорных серверах Dell PowerEdge R900, оснащенных процессорами Intel Xeon 7000. Серверы работали под управлением Microsoft Windows Server 2008 с Hyper-V и SQL Server 2005. Конфигурация каждой виртуальной машины (VM) включала в себя один виртуальный процессор, сетевую плату, оперативную память емкостью 2 Гбайта и 18 Гбайт на диске. На VM имитировалась работа СУБД.
Замена четырехъядерных процессоров на шестиядерные позволила выполнять на одном сервере 40 VM вместо 30, а их общая производительность выросла с 62983 до 74084 запросов в минуту (Orders Per Minute, OPM), в то же время энергопотребление сервера уменьшилось с 971 до 864 Вт. Такой результат достигается при переходе с Intel Xeon X7350 (2,93 ГГц, кэш-память L2 емкостью 4 Мбайта на два ядра) на Intel Xeon E7450 (2,4 ГГц, кэш-память L2 емкостью 3 Мбайта на два ядра и общая кэш-память L3 емкостью 12 Мбайт). Конфигурация Dell PowerEdge R900 включала оперативную память емкостью 64 Гбайта (FB DIMM), два диска SAS по 146 Гбайт, четыре сетевых адаптера.
По словам Алексея Нечуятова, менеджера по корпоративным продуктам Dell в России и СНГ, современные среды виртуализации эффективно используют все большее количество процессорных ядер, а интеграция контроллера памяти с процессором, оптимизация работы с физическим и виртуальным адресами, улучшение логического разделения ресурсов памяти и оптимизация подсистемы ввода/вывода позволяют улучшить производительность и отказоустойчивость виртуализованных систем.
По данным вендоров, серверы на базе недавно выпущенных четырехъядерных серверных процессоров Intel Xeon серии 5500 (см. Рисунок 1) для двухпроцессорных серверов поддерживают вдвое больше VM на единицу высоты стойки и имеют удвоенную производительность по сравнению с системами на базе Intel Xeon 5400 с тем же числом ядер. В процессорах серии 5500 емкость кэш-памяти L3 достигает 8 Мбайт. Новая топология Intel Quick Path Interconnect (QPI) позволяет соединять процессоры напрямую и повышает эффективность доступа к оперативной памяти. Усовершенствованные механизмы Extended Page Table и Virtual Processor ID технологии виртуализации Intel VT нового поколения помогают адаптировать серверы к широкому спектру рабочих нагрузок.
Серверные платформы HP ProLiant DL370, IBM System x 3650 M2, Fujitsu PRIMERGY на базе Intel Xeon 5500 уже установили рекорды производительности, а система Verari Systems VB1305 стала лидером по «производительности на ватт». В тесте производительности виртуализации VMmark сразу несколько новых платформ опередили предыдущее поколение серверов на базе Intel Xeon 5400 — прежние показатели превышены на 150%. Лучшие результаты среди восьмиядерных систем демонстрируют серверы HP ProLiant DL370 G6 и Dell PowerEdge R710.
Благодаря технологии HyperThreading каждое ядро процессора справляется с обработкой двух потоков данных, а Turbo Boost повышает производительность системы, динамически увеличивая тактовую частоту (на один-три ступени) одного или нескольких ядер в соответствии с рабочей нагрузкой. Интегрированные силовые затворы независимо отключают простаивающие ядра процессора, который в режиме ожидания потребляет всего 10 Вт. Кроме того, Intel Xeon 5500 может иметь до 15 рабочих состояний, что позволяет оперативно регулировать энергопотребление системы. Эти возможности производители серверов задействуют в своих программных средствах.
Например, ПО HP Dynamic Power Capping динамически выделяет или ограничивает потребляемую серверами электроэнергию. Благодаря точному определению требований по энергопотреблению для каждого сервера и установке расчетных ограничений можно без излишних затрат оснастить ЦОД в два-три раза более производительными серверами, не прибегая к модернизации систем электропитания и охлаждения.
Средство PowerCap Manager применяется и в четырехъядерных процессорах AMD Opteron, изготавливаемых по технологии 45 нм. Оно позволяет через BIOS задавать предельные значения тактовой частоты и напряжения процессора, тем самым ограничив его энергопотребление. Поскольку многие нагрузки носят пиковый характер, работать с максимальной частотой процессору придется недолго. По данным AMD, PowerCap сглаживает эти пики, снижая энергопотребление сервера на 63%. Кроме того, посредством технологии AMD CoolCore можно отключить неиспользуемые части процессора, в том числе кэш-память L3.
Серверы на базе Intel Xeon 5500 оснащаются модулями памяти DDR3, энергопотребление которых примерно на 40% меньше, чем у DDR2. Контроллер памяти интегрирован в процессор. Ранее интегрированный контроллер применялся в процессорах Intel Core i7 (с той же микроархитектурой), AMD Opteron и Athlon. Процессор Intel в сочетании с технологией QuickPath, позволяет утроить пропускную способность при обмене данными между ядрами и оперативной памятью.
В Nehalem каждый процессор поддерживает до девяти модулей DIMM (до трех каналов на процессор, до трех DIMM на канал), т.е. всего в сервер устанавливается до 18 модулей памяти, однако существуют ограничения по тактовой частоте памяти (1333, 1066 и 800 МГц). В системе могут работать до трех модулей DDR3 1333, до шести DDR3 1066 или до девяти DDR3 800 на процессор. Если установить 18 модулей DDR3 1333, они будут функционировать с тактовой частотой 800 МГц. Кроме того, разные процессоры серии Xeon 5500 рассчитаны на разный тип оперативной памяти, например, 5506 и 5504 (с наименьшей тактовой частотой процессора и емкостью кэш-памяти 4 Мбайта) — на DDR 800, 5520 — на DDR3 1066, а 5550 — на DDR3 1333. Поэтому приходится выбирать между производительностью системы и емкостью памяти.
Для задач виртуализации лучше подходят серверы с памятью большой емкости, поэтому обычно предлагаются системы с памятью 96 или 144 Гбайт. Кроме того, при виртуализации быстродействие зависит от скорости передачи управления между VM (переключение контекста). В Nehalem ее удалось повысить (см. Рисунок 3) с помощью идентификаторов Virtual Processor ID (VPID) и таблиц Extended Page Table (EPT). Кроме того, расширенные таблицы страниц позволяют уменьшить число переключений контекста при доступе к памяти. AMD подобный механизм снабдила собственным термином — «вложенные таблицы страниц» (Nested Page Table, NPT).
Intel VT охватывает не только уровень процессора (VT-x), но и набор микросхем (Intel VT For Directed I/O, VT-d) и сетевых адаптеров (Intel VT for Connectivity, VT-c). VT-c поддерживается, например, сетевыми контроллерами Intel 82599 10GbE: отдельные сетевые пакеты направляются разным VM, а для ОС один физический сетевой адаптер выглядит как несколько виртуальных. Технологию Intel VT FlexMigration, повышающую эффективность переноса работающих VM (Live Migration), уже использует VMware.
По результатам тестов новые процессоры Intel Xeon 5500 опережают по производительности и энергоэффективности выпущенные осенью прошлого года процессоры AMD Opteron (Shanghai). Однако многие заказчики предпочитают четырехсокетные платформы AMD, где у компании, по словам Алексея Нечуятова, «по-прежнему существует конкурентный задел». Каждая платформа имеет свои преимущества, а при выборе двухпроцессорных систем нужно обращать внимание на параметр «производительность на доллар инвестиций».
В процессорах Shanghai применяется технология AMD DirectConnect для ускорения взаимодействия компонентов вычислительной системы, а емкость общей кэш-памяти L3 увеличена вдвое (до 6 Мбайт). С помощью технологии AMD SmartFetch отключаются неиспользуемые ядра процессора, что сокращает энергопотребление в среднем на 20%. Новая версия HyperTransport 3.0 отличается почти удвоенной пропускной способностью (41,6 Гбит/с). Скорость переключения между VM увеличивается за счет возможностей технологий Rapid Virtualization Indexing (RVI) и Enhanced Tagged TLB (буфер быстрой переадресации), а AMD Extended Migration повышает эффективность переноса VM.
В ближайшие месяцы AMD планирует выпустить процессоры Shanghai, энергопотребление которых составляет менее 50 Вт. Новые четырехъядерные процессоры AMD Opteron EE, изготавливаемые на основе технологии 45 нм, будут иметь производительность, аналогичную предыдущим версиям Opteron. Кроме того, AMD разрабатывает линейку шестиядерных серверных процессоров Istanbul с тепловым пакетом на уровне уже поставляемых четырехъядерных процессоров Shanghai. Начать поставки Istanbul (45 нм) планируется в июне. В I квартале 2010 г. появятся Opteron 6000 (Magny-Cours, 8-12 ядер) и Opteron 4000 (Lisbon, 4-6 ядер) с контроллером памяти DDR3. Процессоры Magny-Cours рассчитаны на двух- и четырехпроцессорные серверы. В 2011 г. AMD намерен перейти на технологический процесс 32 нм и микроархитектуру Bulldozer. Линейка Opteron 6000 пополнится 12- и 16-ядерными процессорами Interlagos, а Opteron 4000 — 6- и 8-ядерными Valencia.
В конце марта AMD продемонстрировала, как на гипервизоре VMware ESX 3.5 осуществляется перенос работающих виртуальных машин (Live Migration) между серверами на базе трех поколений процессоров AMD, включая шестиядерный процессор AMD Opteron (Istanbul). Live Migration — важная функция для повышения гибкости и управляемости ЦОД. Кроме того, в разработке технологий виртуализации AMD продолжает сотрудничать с Microsoft: гипервизор Hyper-V из ОС Windows Server 2008 поддерживает технологию AMD-V с Rapid Virtualization Indexing.
Тем временем, вслед за Xeon для двухпроцессорных серверов (EP) компания Intel намерена выпустить процессоры EX для многопроцессорных систем. В конце 2009 г. появятся процессоры, производимые по технологии 32 нм (с той же микроархитектурой Nehalem), что позволит увеличить количество транзисторов на единицу площади кристалла и уменьшить потребление энергии и тепловыделение.
НОВЫЕ ПЛАТФОРМЫ
Сегодня почти 80% поставляемых процессоров являются четырехъядерными, однако основной парк серверов составляют одноядерные и двухъядерные системы (примерно по 40%). С выпуском Intel Xeon серии 5500 несколько десятков производителей, в том числе Cisco, Dell, Fujitsu, HP, IBM и Sun, представили серверы на их основе. Линейки этих вендоров включают также модульные серверы (blade).
В 2008 г., по данным IDC, в мире поставки модульных серверов выросли на 16% — теперь на них приходится более 10% продаж серверов. HP увеличила отрыв от IBM: 54,8% против 21,7%. Впрочем, продажи систем данного класса наращивают Dell, Fujitsu и Sun. Как показывают исследования Blade.org, модульные серверы — предпочитаемая платформа виртуализации в корпоративном сегменте и в SMB (см. Рисунок 4). Считается, что они обладают преимуществами при консолидации, упрощают управление и затраты, а потому являются оптимальной платформой для виртуализации. Однако модульные платформы подходят далеко не для каждого класса приложений, поскольку многие виды задач требуют вертикального, а не горизонтального масштабирования. В тестах VMmark лидируют стоечные 32-ядерные серверы Unisys ES7000 7405R и Sun Fire X4600 M2.
По словам Алексея Нечуятова, руководитель отдела инфраструктурных решений компании «Би-Эй-Си» группы «Астерос», в России модульные серверы покупают средние и крупные компании с парком более 20 систем. Среди их преимуществ, помимо масштабируемости, он выделяет плотность размещения, энергоэффективность, глубокий уровень автоматизации при развертывании систем, упрощение кабельной инфраструктуры в модульных платформах. Специалисты Dell отмечают повышенный интерес заказчиков к системам виртуализации, в особенности к модульным серверам.
Как считает Владислав Кирилин, руководитель отдела инфраструктурных решений компании «Би-Эй-Си» группы «Астерос», модульные серверы в наибольшей степени соответствуют характеристикам серверной платформы, оптимизированной для виртуализации. Они позволяют значительно сократить количество кабельных соединений, причем замена неисправного сервера (а также коммутатора локальной сети и сети хранения, блока питания, вентилятора) не сопряжена с риском неправильного подключения или случайного обрыва кабелей, что приводит к сокращению расходов на поддержку систем. В конечном итоге модульные системы обходятся дешевле, проще в обслуживании и экономичнее по энергопотреблению, в результате уменьшаются затраты на приобретение систем бесперебойного электропитания и охлаждения, построение кабельной системы и аренду занимаемых площадей.
Для задач виртуализации вполне подойдут и стоечные серверы достаточной производительности, оснащенные оперативной памятью большой емкости и несколькими сетевыми адаптерами. Например, год назад в линейке HP снова появились восьмипроцессорные серверы — DL785 (7U, память до 256 Гбайт, 18 дисковых накопителей) на базе AMD Opteron. Однако для более четкого разделения линеек HP позиционирует их как системы для поддержки крупных баз данных и консолидации приложений. Системы такого класса имеются и в линейках серверов Sun, IBM и Dell.
В конце марта HP представила новое поколение серверов НР ProLiant G6, производительность которых вдвое выше по сравнению с оборудованием предыдущего поколения. Данная линейка на базе процессоров Intel Xeon 5500 включает в себя модели HP ProLiant DL380, DL370, DL360, DL180 и DL160 для монтажа в стойку, модульные серверы HP ProLiant BL490c, BL460c и BL280c, напольные модели HP ProLiant ML370 и ML150. Это самое масштабное обновление линейки ProLiant. Процессоры Intel Xeon 5500 (до 2,93 ГГц) и новый контроллер HP Smart Array Modular Controller позволяют шестому поколению ProLiant поддерживать вдвое большие оперативную память и дисковое пространство.
В модели DL360 наряду с внутренним накопителем USB появилась возможность хранения ПО облегченного гипервизора на карте SD, а модель DL380 вместо двух гигабитных сетевых адаптеров оснащается четырьмя — для поддержки большего числа VM. С помощью мезонинных плат в сервер DL370 устанавливаются два сетевых адаптера 10GbE. Представленная в конце прошлого года технология разделения пропускной способности одного сетевого соединения 10GbE между несколькими серверами (HP Virtual Connect Flex-10 Ethernet) теперь поддерживается всеми серверами ProLiant BL, за исключением BL280c.
Флагманская модель BL460c (на нее приходится более 50% продаж модульных серверов HP) имеет 12 слотов для модулей памяти DDR3 вместо восьми. Однако в качестве платформы виртуализации компания рекомендует двухпроцессорный сервер HP ProLiant BL490c G6, дополнивший выпущенный осенью прошлого года ProLiant BL495 с процессорами AMD Opteron. Новое устройство имеет 18 слотов DIMM (до 144 Гбайт памяти DDR3), встроенные контроллеры 10GbE и предусматривает поддержку одного или двух твердотельных дисков (SSD). Полка HP BladeSystem c700 высотой 10U вмещает до 16 серверов половинной высоты. Новая платформа рассчитана на большое число VM, что повышает эффективность консолидации, а набор инструментов управления упрощает настройку виртуальных серверов (Citrix XenServer, Microsoft Hyper-V и VMware) и их конфигураций.
Например, в серверах BL490c G6 используется многофункциональный двухпортовый сетевой адаптер 10GbE HP NC532i (на базе Broadcom 57711S) с поддержкой Flex-10. При помощи технологии VC Flex-10 встроенные порты 10GbE можно разделить на восемь сетевых контроллеров Flex и тем самым снизить расходы на сетевое соединение и получить максимальное количество сетевых портов для VM. По данным HP, VC Flex-10 уменьшает потребность в дополнительных платах и коммутаторах на 75%.
Между тем, по мнению Владислава Кирилина, технология HP Virtual Connect востребована в очень небольшом числе проектов, и ее использование неоправданно увеличивает стоимость сетевой инфраструктуры. Что касается взаимодействия серверов с внешними системами, то оно уже не является узким местом, поэтому вспомогательные технологии не дают дополнительных преимуществ по сравнению с обычным наращиванием числа сетевых адаптеров.
Одной из первых свои модели серверов с процессорами Xeon 5500 представила компания IBM. Ее устройства упрощают внедрение виртуализации и управление, способствуя снижению стоимости операций. По мнению аналитиков IDC, новые продукты, включая BladeCenter HS22, System x3650 M2 и x3550 M2, System x iDataPlex dx360 M2, помогут IBM отобрать у HP определенную долю мирового рынка серверов x86. По сравнению с прежними моделями, согласно заявлению представителей компании, при выполнении «тяжелых» задач виртуализации производительность новых систем увеличивается в два раза, а энергопотребление снижается до 60%. Как и обновленные линейки серверов x86 других вендоров, новое поколение System x поддерживает оперативную память большой емкости (до 128 Гбайт), предусматривает дополнительные возможности подключения систем хранения и имеет увеличенную пропускную способность ввода/вывода.
В новых серверах IBM BladeCenter HS22 удвоена производительность и емкость памяти. В них применяются заменяемые в горячем режиме дисковые накопители SAS, SATA или SSD и сервисные процессоры IMM нового поколения. Сетевые порты добавляются с помощью мезонинных плат PCIe x8. Подобно другим поставщикам, IBM увеличила эффективность блоков питания (КПД более 92%) и усовершенствовала средства управления потребляемой мощностью Systems Director Active Energy Manager. По данным компании, в случае замены стоечных серверов модульными серверами IBM нового поколения экономия электроэнергии достигает 93%.
Серверы iDataPlex dx360 M2, разработанные для ЦОД с ограничениями по мощности охлаждения и электропитания, а также по площади, обеспечивают в пять раз более высокую плотность оборудования по сравнению со стоечными серверами 1U. В IBM подчеркивают высокую масштабируемость этих систем, благодаря чему они могут стать хорошей платформой для VMware vSphere и «облачных вычислений».
По словам Ильи Крутова, бренд-менеджера System x и BladeCenter компании IBM в России и СНГ, выбор платформы виртуализации зависит от размера проекта и количества VM. Для масштабной серверной консолидации и виртуализации лучше подходят многоядерные многопроцессорные системы. Например, при установке систем IBM x3850 M2 с четырьмя шестиядерными процессорами Intel Xeon 7400 или двухпроцессорных серверов на базе Intel Xeon 5500 одна VM обойдется примерно на 46% дешевле, по сравнению с одноядерным сервером на базе Intel Xeon аналогичной производительности, а самих серверов потребуется в 32 или 16 раз меньше.
В начале апреля новые серверы, оснащенные Intel Xeon 5500, представила Dell. Для Dell это значительное событие, так как объявлена не только поддержка новой платформы Intel, но в целом изменена концепция Dell в сегменте серверов класса х86. Историческая ориентация исключительно на платформы x86 ограничивает Dell в возможности конкурировать с HP и IBM в области серверов старшего класса, однако компания может увеличить долю рынка в своем сегменте, воспользовавшись процессом продажи Sun и сменой бренда Fujitsu Siemens Computers. Производительность серверов PowerEdge 11-го поколения увеличена на 50%; эта серия включает в себя модульные серверы M610 и M710 (см. Рисунок 5) для полок M1000e, стоечные R710 и R610 и напольные T610. В ближайшие месяцы Dell намерена выпустить модели PowerEdge T710, R410 и T410. В серверах R610 и R710, благодаря улучшению конструкции системы воздухообдува, потребление электроэнергии вентиляторами снижено на 45-60%.
Все новые серверы Dell на базе Intel Xeon 5500 имеют по четыре интегрированных порта Ethernet. Алексей Нечуятов констатирует отход Dell от политики оптимизации серверов под массовый, бюджетный рынок. Значительные изменения перетерпел дизайн систем, и, особенно, система управления.
Новые технологии системного управления Dell призваны упростить процессы внедрения, диагностики, модернизации и конфигурирования. По данным Dell, сервер PowerEdge R710 с предустановленной конфигурацией ОС развертывается на 43% быстрее, чем серверы ближайших конкурентов, однако HP со своей стороны указывает на уменьшение времени развертывания серверов G6 (в сравнении с G5) на 65% за счет новых инструментов Insight Control Environment.
Подобно другим производителям из «первой пятерки», в новых моделях Dell использует оптимизированные блоки питания с высоким КПД (более 90%). В них улучшена конструкция серверов, управление энергопотреблением и охлаждением реализуется на основе правил, применяются высокоэффективные стандартизованные компоненты Energy Smart — усовершенствованные блоки питания, вентиляторы, диски 2,5” и энергоэффективные модули памяти. Путем стандартизации компонентов пошла и IBM, которая осуществила унификацию блоков питания, вентиляторов, микрокодов и микросхем. С целью экономии электроэнергии Dell поставляет специальную версию блока с меньшей мощностью для менее производительных конфигураций серверов.
Высокая производительность достигается и в задачах виртуализации. Благодаря архитектуре Nehalem, встроенным гипервизорам, увеличенной на 125% емкости оперативной памяти и дополнительным интегрированным интерфейсам ввода/вывода новый сервер PowerEdge поддерживают большее число VM по сравнению с оборудованием предыдущих поколений. Подобно HP, Dell предоставляет возможность выбора гипервизора от VMware, Citrix и Microsoft.
Наряду с новыми серверами Dell PowerEdge R610 и R710, M610 и M710 (оснащенных большим пулом памяти и 8-12 портами ввода/вывода) Dell позиционирует в качестве платформ виртуализации системы на базе процессоров AMD Opteron, которые всегда отличались высоким уровнем масштабируемости: двухпроцессорные R805 и полнопрофильные модульные серверы M805, четырехпроцессорный M905, а также 16-ядерную систему на базе AMD Opteron — PowerEdge R905. Кроме того, компания активно продвигает готовые решения виртуализации – комплекты для небольших компаний, состоящие из стоечных серверов, СХД PowerVault MD3000i и AX4-5i с интерфейсом iSCSI, а также модульные серверы с системой хранения Dell EqualLogic на базе протокола iSCSI и DELL EMC Clarion CX4.
Новые серверы на базе процессоров Intel Xeon 5500 представила и Sun Microsystems. Линейка серверов с процессорами Intel Xeon 5500 включает в себя стоечные модели Sun Fire X4170, X4270, X4275, стоечный Sun Fire X2270 (1U) с двумя дисками SSD по 24 Гбайт (они дополняют обычные жесткие диски), а также модульные серверы Sun Blade X6275, Sun Blade X6270 и Sun Blade 6048. Модульные шасси Sun оснащаются сетевым модулем Virtual Network Express Module (NEM), он служит в качестве агрегирующего коммутатора, упрощает сетевую инфраструктуру и поддерживает приоритеты трафика приложений.
Кроме того, Sun совместно c Intel оптимизирует ОС Solaris для микроархитектуры Nehalem. В Solaris будет применен новый набор команд, а также возможности QPI, Turbo Boost и MultiThreading. Файловая система Sun ZFS также считается подходящей для использования высокопроизводительных процессоров Intel. Диспетчер Power Aware в ОС Solaris и OpenSolaris станет отключать недостаточно загруженные ядра процессора, повышая энергоэффективность Xeon 5500. Инструменты диагностики Sun DTrace и средство PowerTop контролируют загрузку процессора, чем обеспечивается дополнительная экономия электроэнергии.
Новинкой Fujitsu стали серверы PRIMERGY S5. По словам Павла Бороха, менеджера по маркетингу серверов стандартной архитектуры Fujitsu Technology Solutions, основное внимание разработчики уделили экологичности, производительности, надежности, простоте эксплуатации и дизайну. Новое семейство включает в себя шесть моделей: три стоечных (RX200 S5, RX300 S5) высотой 1U и 2U, две напольных (TX200 S5 и TX300 S5) и один модульный сервер BX620 S5.
Как утверждается, оперативная память емкостью до 144 Гбайт, высокие производительность и энергоэффективность, удобство эксплуатации и встроенные технологии виртуализации делают эти серверы подходящей платформой для динамических инфраструктур, а концепция Cool-safe экономит энергию и снижает операционные расходы. Cool-safe — это, прежде всего, просчитанная внутренняя конструкция системы и оптимизация потоков воздуха за счет использования двух рядов вентиляторов, минимума проводов и максимального количества разъемных соединений.
Павел Борох отмечает, что увеличение температуры на 100С вдвое уменьшает время наработки на отказ, поэтому конструкция серверов спроектирована таким образом, чтобы обеспечить максимальную оптимизацию теплового режима компонентов. Энергопотребление снижено и за счет повышения эффективности блоков питания — с 80% до 89%. ПО ServerView Power Management позволяет экономить электроэнергию, что сокращает расходы на содержание сервера. «Производительность на ватт» улучшена на 40%, а на единицу высоты стойки теперь поддерживается вдвое больше VM. Подобно другим вендорам, Fujitsu предлагает встроенный гипервизор VMware на накопителе USB.
Серверы Fujitsu нового поколения (см. Рисунок 6) имеют оперативную память удвоенной емкости, до 12/18 жестких дисков (RX300/TX300), обладают повышенной надежностью благодаря зеркалированию и избыточности памяти, поддерживают виртуализацию ввода/вывода (VT-c, VT-d, VT-x). Модульный сервер BX620 S5 позволяет использовать диски SAS (2,5”) или накопители SSD и оснащается памятью емкостью до 96 Гбайт. На одной плате располагается до шести каналов Gigabit Ethernet с поддержкой iSCSI (три двухканальных контроллера). В качестве опций (мезонинных карт) устанавливаются двухканальные контроллеры FC (4 Гбит/с) или GbE. Серверы RX300 и BX620 позиционируются как платформы виртуализации.
Серверы новых поколений разных вендоров похожи с технической точки зрения. Существенные различия заключаются в подходах вендоров к созданию готовых решений уровня ЦОД (в комбинации с системами хранения и сетевой инфраструктурой) и средствах управления, которые очень важны для развертывания и эксплуатации систем виртуализации. В данной области сильные позиции у HP и IBM. Так, новая версия ПО IBM Systems Director 6.1 позволяет в автоматическом режиме управлять виртуальными и физическими ресурсами на разных платформах и, по данным ISG, обеспечивает сокращение операционных затрат до 44%.
Понимая это, компания Dell обратилась за помощью к Symantec и разработала единую консоль управления Dell Management Console (DMC), которая призвана существенно упростить управление ресурсами в среде виртуализации. По мнению Алексея Нечуятова, DMC — очень серьезный прорыв для компании. Являясь частью системы управления OpenManage, консоль позволяет консолидировать функции управления, которые у НР реализуются семью различными пакетами. Она полностью основана на коде Altiris (Symantec) и имеет единую с Altiris структуру баз данных управляемых устройств.
Как рассказывает Алексей Нечуятов, многие заказчики, внедряя виртуализацию, ожидают значительного увеличения полезной нагрузки на сервер (с 7-12% до 50-70%), но подсистема памяти или пропускная способность подсистемы ввода/вывода зачастую становятся препятствиями на пути к созданию эффективной виртуализованной системы. Оптимизированные для виртуализации серверы, — это системы с процессорами, имеющие интегрированный контроллер памяти и большой пул оперативной памяти, большое количество портов ввода/вывода, встроенный флэш-накопитель с «тонким» гипервизором, позволяющим быстро загрузить систему виртуализации. Кроме того, подключение сетей хранения данных на базе протоколов iSCSI и FC должно быть соответствующим образом оптимизировано, а система управления должна «понимать» и правильно отображать физические и виртуальные серверы.
Российские производители серверов стараются не отставать от своих зарубежных коллег. Depo Computers представила пять моделей серверов Storm с процессорами Intel Xeon 5500. Модульный сервер Depo Storm 5314B7 содержит до 14 «лезвий» в полке высотой 7U, каждое из которых оснащается памятью емкостью до 96 Гбайт и содержит до трех дисков. Дополнительно предлагается модуль коммутатора Infiniband. Этот коммутатор и дочерние карты IB позволяют организовать соединение серверов с внешней СХД на скорости 20 Гбит/с. Такие системы могут применяться, когда требуется высокая плотность оборудования в ЦОД.
В качестве платформы виртуализации предлагаются модульные серверы Depo Storm 3300MS, у которых на одной полке помещается шесть «лезвий» и 14 дисков SAS (или шесть SATA). Для увеличения емкости хранения их можно использовать с СХД Depo Storage 4312AS2, в состав которой включены два коммутатора SAS и до 12 дисков SATA/SAS. Такие системы рекомендованы для предприятий, насчитывающих до 300 пользователей.
Еще один вариант — «ферма» из 8-12 стоечных серверов Depo 3300MQ в корпусе 2U, содержащих по четыре двухпроцессорных «лезвия». Они дополняются коммутаторами SAN и системами хранения, а кроме того, коммутаторами SAS. Как отмечает Сергей Сенько, ведущий менеджер по серверной продукции Depo Computers, SAS — новое решение, альтернатива SAN, однако оно не является сетевой технологией, а при использовании устройств SAS разных вендоров могут возникать проблемы совместимости. В случае SAS скорость передачи данных составляет 3 Гбит/c, в варианте SAS 4x — 12 Гбит/с, а будущая SAS2 позволит получить 24 Гбит/c. Если нет необходимости создавать конфигурации высокой плотности, то в качестве платформы виртуализации Depo рекомендует применять двухпроцессорные стоечные серверы высотой 1U с дублированием и избыточностью компонентов.
В мае ожидается начало поставок нового двухпроцессорного сервера Aquarius T50 D57 компании «Аквариус». По данным разработчика, в этой модели при выполнении задач, оптимизированных под многопоточность, рост производительности достигает 30%. В ближайших планах группы Arbyte — производство обновленных моделей серверов начального уровня Arbyte Silex и высокопроизводительных систем Arbyte Alkazar на базе новейших процессоров Intel. Desten начала поставки серверов новой линейки Navigator DX000ILT5Q G2 на базе Intel Xeon 5500 с набором системной логики Intel 5520 (см. Рисунок 7), однако напольные серверы среди платформ виртуализации встречаются редко.
В числе наиболее важных для серверной архитектуры тенденций и событий Сергей Сенько отмечает выпуск новых процессоров с микроархитектурой Nehalem, внедрение SSD, предстоящее появление контроллеров SAS2 с удвоенной пропускной способностью и дисков емкостью 2 Тбайта. Уже в конце мая должны появиться новые дисковые накопители, в частности, SATA2 WD RE3 3.5” 2 TB и SAS2 3.5” Seagate Cheetah 600 GB.
Важные усовершенствования платформ виртуализации лежат в области программных средств и инфраструктурных решений. Подходы, развиваемые компаниями Cisco Systems, HP, IBM и Sun (последняя недавно инициировала программу Open Network Systems), предусматривают более тесную интеграцию серверов, систем хранения и сетевого оборудования в ЦОД для использования преимуществ виртуализации. В решении UCS Cisco применяются модульное шасси UCS 5100, модульные серии UCS с процессорами Intel Xeon 5500, система управления UCS Manager. В серверах используется технология расширения оперативной памяти, благодаря которой приложения успешно работают с большими массивами данных. В любом случае коммерческую отдачу от UCS стоит ожидать не ранее следующего года, а ориентировано это решение на достаточно специфический класс задач, например, «облачные вычисления».
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Виртуализация должна сопровождаться изменением бизнес-процессов и четко прописанными политиками внедрения, что позволит последовательно снизить затраты, не теряя из виду конечную перспективу, уверен Василий Маланин, менеджер по серверным продуктам Microsoft. Однако четкие методологии внедрения виртуализации пока отсутствуют. Роман Налепов, руководитель отдела системной интеграции Depo Computers, считает, что очень важная роль отводится начальному планированию конфигурации «под задачу», в том числе выбору СХД для виртуализации.
Кроме того, следует четко понимать, какие именно задачи и приложения можно перенести в виртуальную среду. Считается, что в виртуальную среду не следует переносить приложения с трафиком реального времени, графические приложения и крупные базы данных (последние, к тому же, имеют собственные механизмы виртуализации).
По данным недавно опубликованного исследования Blade.org, проведенного в течение последнего полугодия среди крупных компаний из разных стран, каких-либо планов внедрения виртуализации не имеют менее 1% опрошенных. Предпочитаемой программной платформой виртуализации остается VMware (82%), менее востребованы продукты виртуализации Xen/Citrix (44%) и Microsoft (25%). Основные мотивы внедрения виртуализации — сокращение затрат (65%), простота управления (56%), простота реализации защиты от аварий (55%) и обеспечения высокой доступности (48%), энергоэффективность (46%). Однако именно затраты и сложность остаются главными препятствиями на пути внедрения серверной виртуализации.
Как отмечают аналитики Burton Group в отчете «The Dark Side of Virtualization», в попытке извлечь преимущества от внедрения виртуализации пользователи почти не замечают ее недостатки. Особенно это касается сложности управления и обеспечения безопасности. С распространением виртуализации (особенно в применении к «облачным вычислениям») риски могут стать более серьезными. Тем не менее, если год назад виртуализация была на пятом месте в списке самых актуальных технологий ИТ, составленном Gartner, то теперь аналитики поставили ее на первое место. По оценкам IDC, в мире виртуализовано примерно 15% серверов, а в следующем году доля таких решений вырастет до 25%.
Как отмечает Андрей Касьяненко, внедрение технологий виртуализации — дорогостоящий проект. Специалистов, которые были бы способны подсчитать экономический эффект от внедрения решения, в России не хватает, а количество удачных интеграционных проектов подобного рода исчисляется единицами. Все эти факторы — относительно невысокий уровень развития отечественного рынка ИТ по сравнению с зарубежным и отсутствие значительного опыта во внедрении виртуальных разработок — препятствуют росту спроса на системы виртуализации.
Алексей Нечуятов среди проблемных аспектов упоминает техническую готовность персонала, понимание преимуществ внедрения виртуализации менеджментом предприятий, умение рассчитать сроки возврата инвестиций. К тому же, для осуществления проектов виртуализации требуется сертификация персонала ИТ.
По мнению Владислава Кирилина, распространению виртуализации мешает, в частности, привычка российского бизнеса оценивать первоначальную, а не совокупную стоимость решения хотя бы на годовой период, не говоря уже о жизненном цикле внедряемой системы. Кроме того, запросов было бы больше, если бы в России существовал развитый рынок услуг аренды ЦОД: площадей, стоек, мест в стойках, серверов. Еще один барьер — отсутствие государственной сертификации VMware Infrastructure. Вместе с тем, он уверен, что экономический кризис дает реальный шанс игрокам рынка ИТ утвердить подход к планированию инфраструктуры, основанный на идее виртуализации, а сложившаяся ситуация (готовность технологий и нарастающий кризис) принципиально изменит рынок серверов в пользу модульных систем.
Сергей Орлов — обозреватель «Журнала сетевых решений/LAN». С ним можно связаться по адресу: sorlov@lanmag.ru.
Рисунок 1. Процессоры Intel Xeon серии 5500 (EP) с микроархитектурой Nehalem и тактовой частотой до 2,93 ГГц позволяют вдвое увеличить производительность систем (средний показатель по пяти важнейшим параметрам) и снизить их энергопотребление на 50% — по сравнению с Intel Xeon серии 5400.
Рисунок 4. По данным Blade.org, 44% крупных организаций выбрали модульные серверы в качестве платформы виртуализации, а 33% планируют развернуть виртуализацию на таком оборудовании.