Samara Portal Technology, Computers

Самарский портал "Технологии, компьютеры"

Презентации новых продуктов корпорация Intel проводит регулярно, поскольку эти новые продукты регулярно появляются. Дело поставлено так, что успех зависит не от озарения отдельного сотрудника, которое может случиться, а может, и нет. Корпорация Intel создала целую систему генерации интеллектуального продукта. И отмеченное несколько лет назад 50-летие закона Мура – тому подтверждение. Однако чаще всего предлагаемые инновации улучшают количественные характеристики систем: производительность процессора, доступный объём оперативной памяти, ёмкость дисков, скорость передачи данных. Даже такой рывок, как переход с HDD на SSD в архитектурном плане поменял совсем немного: механизм распределения данных в «дисковом» (или лучше без кавычек?) пространстве переехал от ОС в сам SSD, а в ОС появилась команда TRIM, да стала ненужной дефрагментация – вот и все изменения.

Презентация новых продуктов Intel, которая состоялась в московском офисе, была не о «дальнейшем повышении», хотя и оно имело место в новых продуктах, но о настоящей революции, которой не было, пожалуй, со времён создания «стандартной архитектуры».

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

Директор по развитию корпоративных проектов Intel Николай Местер

Эти изменения были востребованы самой жизнью. Если ещё недавно компьютерный мир представлял собой что-то вроде мира животного с видами размерами от комара до кита без каких-либо провалов (колибри, воробей, голубь, ворона… страус), то сейчас наиболее востребованными оказались две категории устройств: компактные мобильные клиенты (ноутбуки, планшьютеры, смартфоны) и те, из которых можно построить облачный ЦОД, предоставляющий бизнесам облачные сервисы. Конечно, остались ещё и традиционные стоечные серверы, и даже настольные, но их ниша почти исчезла. И в обозримом будущем эта тенденция может только усиливаться: всё больше корпоративных ЦОДов будут уходить в арендованные (публичные) облака.

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

Та стандартная архитектура Intel, на которой созданы компьютеры и серверы, сейчас проникает в другие области ИТ: сначала это были системы хранения, а сейчас и сетевые решения. Главная причина в том, что аппаратная производительность стала достаточно высокой, и в то же время дешёвой и поэтому многие вещи стало выгодно реализовывать программным путём. Собственно, вся эта виртуализация и есть тот путь, когда единожды установленная аппаратная конфигурация превращается в то, что требуется в данный момент. Но виртуализация вычислительных ресурсов, как мы сегодня видим, была только началом пути к полностью программно-определяемому ЦОДу.

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

Новое поколение серверных процессоров Intel продолжает эволюционную тенденцию – в среднем вычислительная производительность составляет 1,6 предыдущего поколения.

А теперь о главном: Intel не предлагает только процессор. Более того, Intel не предлагает набор из процессора, материнской платы, памяти и сетевой карты. Intel понимает, что существует огромное количество компонентов, которые могут быть объединены единой платформой, к которой потом добавляется ряд технологий (быстрых вычислений, шифрования). Всё это дополняется различным софтом. При этом библиотеки не только чисто вычислительные, но и, например, связанные с системами хранения, аналитикой, ускорения графики, телеком, передачи данных – всё то, чтобы максимально эффективно собрать вместе все компоненты.

Однако прежде всего анонсируется семейство новых процессоров Xeon, получившее в названии «добавку» Scalable – масштабируемое. На этот раз маркетологи придумали, что вместо уже ставших привычными обозначениями уровней E3/E5/E7 теперь будут почти как в спорте: бронзовый, серебряный, золотой и платиновый.

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

Но цифры всё же оставили. 3 – бронза, 4 – серебро, 5 и 6 золото и 8 – платина. Под какой металл зарезервирована цифра 7 – не говорят.

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

F – это поддержка Omni-Path – ещё один высокопроизводительный интерфейс от Intel, обладающий пропускной способностью 100 Гбит/с и имеющий задержки на 56% ниже, чем InfiniBand. Вот как физически это выглядит – кроме сокетных контактов (а их теперь 3647 – прописью: три тысячи шестьсот сорок семь) у процессора появился «хвостик» с разъёмом Omni-Path, к которому подключается кабель, другим своим концом подключенный к специальной интерфейсной плате. Почему это не было сделано через дорожки на материнской плате, можно только догадываться: или специальный экранированный кабель лучше передаёт сигнал, или потому что не всем процессорам требуется такое соединение… или потому, что Omni-Path появился уже после того, как сокет был спроектирован и свободных контактов под него не оставалось. В любом случае не удивляйтесь, увидев эту экзотику и не вздумайте не верить своим глазам.

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

Изменился и порядок сборки.

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

Специалист по серверным решениям Intel Василий Лизунов

Теперь сначала на процессор через специальную рамку крепится радиатор,и уже в сборе с радиатором производится установка в сокет. Для того чтобы избежать повреждения нежных контактов (пинов) сокета, предусмотрены круглые направляющие с коническими заходами, аналогичные колонкам штампов. Пальцем показан выход для «хвостика».

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

T – поддержка расширенного температурного режима, необходимая для создания систем высокой плотности.

Без последней буквы – поддержка до 768 ГБ оперативной памяти на сокет, M – до 1,5 ТБ оперативной памяти на сокет.

Полная линейка процессоров будет выглядеть примерно так:

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

платиновый процессор будет иметь до 28 ядер (56 потоков), 48 линий PCIe 3.0, 6 каналов (2 контроллера по 3 канала каждый) памяти DDR4 2666 МГц и главное – 3 канала Ultra-Path Interconnect (UPI) со скоростью 10,4 GT/s. ГигаТранзакции в секунду - это единица измерения, определяющая количество произведённых операций по пересылке данных в секунду в каком-либо канале связи, в более привычных величинах – 40 Гбит/с. Сама же UPI является прямой наследницей QPI - QuickPath Interconnect: на 20% производительнее и потребляющая вдвое меньше мощности.

Потребляемая мощность старших моделей процессора до 205 Вт. Такая мощность требует для отвода тепла либо двухюнитового корпуса сервера, в котором можно разместить адекватную систему воздушного охлаждения, либо охлаждение жидкостью. Хороший повод поздравить российскую компанию РСК, которая уже много лет развивает технологию жидкостного охлаждения и теперь уж точно окажется «впереди планеты всей».

Количество поддерживаемых сокетов 8+, и этот «плюс» стал возможен, благодаря появлению новой опции – Node Controller Support.

Бронзовый процессор получает до 8 ядер и поддержку двух сокетов, остальные процессоры – в диапазоне между бронзой и платиной.

Следует отметить, что принципиально изменилась архитектура самого процессора: вместо колец появились более короткие соединения, что улучшило взаимодействие ядер, особенно в тех случаях, когда данные должны передаваться между кольцами.

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

Такая архитектура интерконнекта позволяет создать на процессоре два суб-NUMA кластера.

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

Важно, что, вводя новую архитектуру, Intel добился ускорения не только на один сокет, но и на одно ядро.

Хотя физически процессор представляет собой отдельный компонент, логически весьма непросто провести границу между ним и платформой. В новых процессорах/платформах внедрено более 70 функций, значительная часть которых ранее принадлежала исключительно мэйнфреймам. К тому же стёрлись грани между «золотом» и «бронзой» – теперь большинство этих функций получили и процессоры нижнего ценового диапазона. И основным достижением новых процессоров Николай Местер назвал виртуализацию систем хранения. Кроме того, все процессоры стали «односторонне» взаимозаменяемыми, то есть в двухпроцессорную материнскую плату можно устанавливать любые процессоры – от бронзы до платины, что дополнительно повышает гибкость установленного оборудования.

Для гибридных облачных систем хранения новая платформа Intel включает технологии VMD (Volume Management Device) и VROC (Virtual Raid On CPU).

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

Эти технологии, реализуемые через Omni-Path, в дополнение к технологии NVME ower Fabric позволят создавать большие пулы дисков, эффективно их нарезать, виртуализовывать, причём находиться эти диски могут как в специальной полке, так и в серверах. Таким образом, мы получаем совершенно новый уровень виртуализации систем хранения, когда собственно система хранения оказывается уже имеющейся при использовании новой платформы от Intel, и её остаётся только настроить.

Упоминание NVME недвусмысленно говорит о том, что Intel здесь делает ставку исключительно на SSD, которые должны вытеснить традиционные винчестеры.

Казалось бы, где системы хранения и где беспроводная связь! Однако новая платформа Intel поддерживает и её!

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

Почему именно 5G? Потому что это поколение беспроводной операторской связи ориентируется уже на гигабитные каналы до каждого мобильного абонента, в результате суммарный трафик и объём данных вырастет до невообразимых сегодня величин. К тому же передача по открытым (эфирным) каналам требует обязательного шифрование, и его тоже надо обрабатывать.

Доклад о технических подробностях новой платформы сделал Василий Лизунов.

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

Первое уточнение: сокет процессоров Intel Xeon Scalable такой же, как и у Xeon Phi, однако электрически они несовместимы.

Василий сказал, что поколение процессоров Intel Xeon Scalable уже вполне можно назвать системой на чипе. Он содержит контроллер PCIe, UPA, оперативной памяти, и много чего ещё.

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

Изменения, которые произошли в чипсете, тоже значительны.

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

Если в предыдущем C610 интегрированная сетевая карта была по принципу «чтоб было», то в новом C620 (Lewinsburg) это уже полноценный контроллер с 4 портами по 10 Гбит/с.

Кроме решения задач ЦОДа, новая платформа будет использована в высокопроизводительных вычислениях (HPC). Здесь видится два главных направления: визуализация и искусственный интеллект. Процессоры Scalable выполняют за так 32 операции, а не 16, как это делали процессоры предыдущего поколения, что не могло не сказаться на производительности. Кроме того, новая 100-мегабитная шина Omni-Path позволяет процессорам, задействованным в высокопроизводительных вычислениях, лучше взаимодействовать между собой.

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

К концу 2017 года большинство вендоров выпустят SSD, по объёму не меньше самых больших HDD, то есть 12 ТБ. При этом конкуренция и внедрение технологии 3D-nand заставит их снижать цены. По прогнозам уже в следующем году максимальная ёмкость SSD вдвое превзойдёт таковую у HDD, ожидается, что будет 32 ТБ или 64 ТБ. И может случиться так¸ что в ближайшее время HDD просто исчезнут с рынка, как фотоплёнка или магнитофонная лента. И тогда изменится само программирование. Несколько терабайт памяти на быстром Optane плюс четыре 10-гигабитных порта заставят иначе подойти к этому процессу.

Если резюмировать, то в плане производительности получается что-то вот такое,

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

а вот в плане гибкости и новых возможностей – я постарался описать выше.

Следует сказать, что показанная на презентации платформа дополнена процессорами Intel Phi для параллельных вычислений, перепрограммируемыми чипами Stratix и технологией глубокого обучения.

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова. 08.08.2017 г.

Теперь остаётся ждать решений от вендоров. И не тех, что покажут количественный рост, а демонстрирующих принципиально новые возможности процессоров Intel Xeon Scalable, чипсета Intel C620 Lewisburg и платформы Intel Purley.

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком

Intel: архитектурные неизлишества… с хвостиком. Статья Владислава Боярова

16-я ежегодная конференция «КОСС Плюс» – возраст зрелости

16-я ежегодная конференция «КОСС Плюс» – возраст зрелости. Статья Владислава Боярова