На компьютерном рынке пополнение — компания Intel анонсировала процессор Xeon E5-2600 v3, идущий на смену Ivy Bridge-EP (Xeon E5-2600 v2), а ведущие производители, такие как HP и Dell, представили свои серверы на базе нового процессора. На уровне проекта Xeon E5-2600 v3 был известен как старший представитель семейства процессоров Haswell-EP, имеющих, как и Ivy Bridge-EP, микроархитектуру на основе транзисторов с трехмерной структурой затвора, выполненных по технологии 22 нм FinFET (Field Effect Transistor with Fin — полевой транзистор с плавником). В соответствии с давно провозглашенной стратегией «тик-так» (на «тик» меняется технология, а на «так» — микроархитектура), Intel вместе с E5-2600 v3 делает шаг «так» — выпускает процессор с новой микроархитектурой Haswell, но при этом наследующий от предшественника технологию FinFET. По плану очередными шагами через два и четыре года станут Broadwell («тик») и Skylake («так») соответственно.

Предыдущие процессоры данной микроархитектуры, в том числе Haswell-E, предназначались для рабочих станций и планшетов, поэтому нельзя назвать Xeon E5-2600 v3 сюрпризом — сведения о нем появились еще в 2011 году, а основополагающие идеи восходят к процессору Sandy Bridge, ставшему поворотным в истории Intel. Это был первый x86-совместимый процессор класса «система на чипе» (System on Chip, SoC). В Sandy Bridge появились: векторное расширение системы команд x86 (Advanced Vector Extensions, AVX), новая реализация арифметики с плавающей точкой, более быстрое взаимодействие с кэш-памятью третьего уровня (Last Level Cache, LLC), встроенная графика, увеличенное количество контроллеров PCI-E 3.0 и многое другое. В целом в Haswell продолжаются традиции многофункциональных систем на кристалле, но с учетом того неоспоримого факта, что микросхема SoC должна обладать качествами, требуемыми для конкретного приложения — например, где-то нужна графика, а где-то нет. Поэтому в зависимости от функциональности размеры кристаллов сильно варьируются, а их стоимость в зависимости от предназначения может различаться на порядки. Как следствие, характеризующий сложность процессора показатель максимального теоретического тепловыделения (Thermal Design Power, TDP) в различных версиях реализации микроархитектуры Haswell может находиться в диапазоне от 10 до 160 Вт.

Официально Xeon E5-2600 v3 дебютировал в сентябре 2014 года на конференции Intel Developer Forum, и, согласно принятой в Intel системе наименований, последние два нуля замещаются номером версии (StockKeeping Unit, SKU) в пределах от 01 до 99. Процессор будет выпускаться в трех основных модификациях — LCC (Low Core Count), MCC (Medium Core Count) и HCC (High Core Count), имея на борту соответственно 8/12/16 двухпотоковых ядер. Внутри линейки эти модификации делятся на версии, отличающиеся различными тактовыми частотами, размером кэша LLC и другими параметрами. Всего намечается около тридцати различных версий. Впечатляет огромная площадь подложки максимальной версии E5-2699 v3 — она составляет 662 кв. мм, что делает этот процессор одним из самых больших в мире.

Расширение EP в названии Haswell-EP означает Efficient Performance, что подчеркивает нацеленность Xeon E5-2600 v3 именно на высокопроизводительные вычисления. Благодаря межсоединению ядер последовательной кэш-когерентной шины QuickPath (QPI) типа точка-точка его можно представить кластером на подложке (Сluster On Die, COD). На рисунке представлены максимальные версии процессоров E5-2600 v2 и E5-2600 v3.

Процессоры E5-2600 v2 и E5-2600 v3
Процессоры E5-2600 v2 и E5-2600 v3

 

Аппаратно работу Xeon E5-2600 v3 обеспечивают чипсет C612 Wellsburg и память DDR4. Первый является прямым продолжателем C610 и поддерживает до десяти портов SATA 3, восьми USB 2.0 и шести USB 3.0, а также до восьми PCI-e 2.0. Что касается DDR4, то ее главное преимущество состоит в лучших, чем у предшественников, частотных характеристиках и, как следствие, более эффективном использовании пространства памяти. Известно, что при недостаточной скорости обмена между процессором и памятью есть барьер, за которым увеличение памяти не дает повышения производительности. Полоса пропускания DDR4 намного выше, чем в DDR3, поэтому частота работы шины и, следовательно, скорость обмена данными сохраняются практически неизменными при наращивании объема памяти вплоть до теоретического максимума, а это особенно существенно для серверов. Для сравнения, в DDR3 производительность начинает деградировать уже при заполнении 20–30% размера памяти и резко падает при достижении 40–60% ее емкости, что делает бесполезным дальнейшее наращивание памяти.

Новинка Xeon E5-2600 v3 — внутренний регулятор напряжения (Integrated Voltage Regulator, IVR), позволяющий каждому процедурному ядру индивидуально, независимо от других, работать на собственной частоте и при напряжении, в наибольшей степени соответствующих текущей нагрузке. Это существенно сокращает потребление энергии.

Механизм Advanced Vector Extensions 2 (Intel AVX2) можно рассматривать как реакцию Intel на изменения на рынке, связанные с Большими Данными, — AVX2 ускоряет выполнение высокопроизводительных и аналитических приложений, работу с большими базами данных и обработку изображений, в том числе и видео.

Раньше других преимущество Xeon Е5-2600 v3 оценили производители суперкомпьютеров, и первой стала компания Cray, построившая на базе этого процессора систему XC40. В ней реализована технология DataWarp, сближающая систему хранения на SSD c процессором путем непосредственного подключения жесткого диска в слот PCI-Express 3.0. Через год-два в Cray планируют построить машину с производительностью, близкой к 100 PFLOPS. В том же направлении идет и российская компания «РСК», которая строит для Санкт-Петербургского государственного политехнического университета один из самых мощных в стране суперкомпьютерных центров на базе гибридного комплекса с прямым жидкостным охлаждением. Пиковая производительность превысит 1,1 PFLOPS.

Компания Dell выпустила семейство серверов PowerEdge 13-го поколения, включающее PowerEdge R730xd, R730 и R630, предназначенные для установки в стойку, серверы-лезвия PowerEdge M630 и башенную модель PowerEdge T630. Все серверы этого поколения построены на базе процессоров Intel Xeon E5-2600 v3 и оснащены современными технологиями хранения данных, повышающими скорость работы приложений за счет размещения данных ближе к процессору (Dell Fluid Cache for SAN и SanDisk DAS Cache). Расположение данных внутри вычислительного узла, поддерживаемое многоярусным размещением по устройствам с различной производительностью и объемами, позволяет оптимизировать хранение и снизить расходы. На примере серверов PowerEdge можно говорить о реинкарнации идеи непосредственно подключенных систем хранения (Direct Attached Storage, DAS). Одновременно компания объявила о выпуске дискового массива Dell Storage SC4020 в форм-факторе 2U с 24 накопителями общей емкостью более 400 ТБайт.

У HP принято иное исчисление поколений, и нынешнее HP ProLiant Generation 9 Servers является девятым. В решениях Gen9 нашли применение современные принципы проектирования систем, принятые в HP, — конвергенция технологий программной определяемости (software-defined), готовности к использованию в облаках (cloud-ready) и оптимизации нагрузки. Помимо аппаратных решений, эффект конвергенции усиливается благодаря использованию таких технологий, как HP OneView, Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) и RESTful API для интеграции с ПО от Microsoft и VMware, применению средств управления хранением данных StoreVirtual VSA, Smart Storage и SmartMemory, а также технологий оптимизации нагрузки посредством PCIe Workload Accelerators.

Линейка серверов HP ProLiant Gen9 Servers включает лезвие HP ProLiant BL460c Gen9 и стоечные серверы семейства HP ProLiant DL*, каждый из которых создан под определенный тип нагрузки. Кроме них, HP представила две модели высокопроизводительных серверов семейства HP Apollo Family — HP ProLiant XL230a (Apollo 6000) и HP ProLiant XL730f (Apollo 8000) [1]. Серверы Apollo примечательны не только тем, что они предназначены для сборки HPC-систем, но еще и тем, что вместе с ними, похоже, восстанавливается бренд компании Apollo Computer, купленной HP в 1989 году, которая одной из первых стала создавать системы на RISC-процессорах для платформы Unix и дала начало линейке микропроцессоров HP PA-RISC [2].

***

И HP, и Dell создали свои серверы для нынешних реалий мира ИТ, когда все так или иначе связано с ЦОД и облаками, а заказчики действуют в условиях жесткой экономии, стремясь получить больше производительности за меньшие деньги. Поэтому в Dell главным качеством PowerEdge называют эффективность или отдачу, обещая более высокие показатели плотности размещения компонентов, масштабирования, производительности и делая акцент на транзакционных приложениях, СУБД, финансовом трейдинге, бизнес-аналитике, CRM и ERP. В свою очередь, в HP упор делают на платформы анализа Больших Данных.

Литература

  1. Валерий Коржов. Назад к эффективности // Открытые системы.СУБД. — 2014. — № 7. — С. 19–20. URL: http://www.osp.ru/os/2014/07/13042910 (дата обращения: 12.11.2014).
  2. Михаил Борисов. UNIX-кластеры // Открытые системы.СУБД. — 1995. — № 2. — С. 24–28. URL: http://www.osp.ru/os/1995/02/178587 (дата обращения: 18.10.2014).

Леонид Черняк (osmag@osp.ru) — независимый автор (Москва).