Samara Portal Technology, Computers

Самарский портал "Технологии, компьютеры"

Рассказ о семействе Intel® Xeon® E5-2600 для серверов, центров обработки данных (ЦОД) и суперкомпьютеров я начал с того направления презентации, проходившей 15 марта 2012 года, где говорилось о контексте использования новых процессоров. Я действительно считаю эти вопросы важными и первоочередными, а ответы на них не столь очевидными, как они представляются на первый взгляд. Но пора рассказать и о самом процессоре.

Презентация нового семейства процессоров Intel® Xeon® E5-2600 для серверов, ЦОДов и суперкомпьютеров. Москва. 15 марта 2012 г. Фото: Владислав Бояров.

В первую очередь хочется отметить поддержку до 768 ГБ оперативной памяти. Связано это с повышением производительности процессора и виртуализацией. Поскольку на одном процессоре теперь можно будет запускать большее количество виртуальных машин, а каждая из них требует выделения оперативной памяти, то и общее количество адресуемой памяти требуется увеличить.

Следует напомнить, что для процессора Intel Xeon 5600 в большинстве стандартных серверных решениях объем памяти составляет до 192 ГБ, для некоторых типов систем (например, системы для HPC сегмента, которые представляют из себя 2 вычислительных узла в одном корпусе) валидированный и протестированный объём на существующих модулях памяти составляет до 288 ГБ. Однако компании Cisco с помощью собственных решений удалось для процессора Intel Xeon 5600 увеличить объём адресуемой памяти до 384 ГБ, что в значительной мере способствовало тому, что Cisco Unified Computing System (UCS) взорвала серверный рынок и вышла по поставкам на третье место в мире, и на второе – в США. Понятное дело, что разработчику процессоров доступно большее, и вот теперь уже все производители серверного оборудования смогут в штатном режиме использовать вдвое больше памяти, чем Cisco в своих проприетарных решениях. Как видите, этот параметр напрямую не связан с повышением производительности процессора (это не гигагерцы или нанометры), однако на работу законченных решений влияет весьма значительно.

Юрий Мигаль, технический директор R-Style Computers. Презентация нового семейства процессоров Intel® Xeon® E5-2600 для серверов, ЦОДов и суперкомпьютеров. Москва. 15 марта 2012 г. Фото: Владислав Бояров.

Первую демонстрацию фактически проводил технический директор R-Style Computers Юрий Мигаль. Он представил два сервера, одинаковых по своей конфигурации: на архитектуре Intel Westmere (Xeon 5600) и Intel Sandy Bridge (Xeon E5). Сервер на E5 показал 317 Гфлопс, на 5600 - 144 Гфлопс. В этом случае уже напрямую сыграли архитектурные особенности платформы. Здесь следует отметить, что часть прироста была получена за счёт использования технологии Intel® Turbo Boost 2.0, позволяющей процессору делать как спринтерские рывки, так и наращивать крейсерскую скорость в зависимости от эффективности работы системы охлаждения. В этом тесте частота была поднята на 400 МГц против штатной. Юрий Мигаль добавил, что это ещё не предел оптимизации, поработав над ней неделю, можно было бы достичь производительности 330 Гфлопс.

И здесь самое время рассказать о системе охлаждения «Торнадо», представленной компанией РСК. Как и в предыдущих решениях, водяной теплообменник накрывает всю блейд-плату, контактируя с процессорами и другими элементами, выделяющими тепло. Это система является рекордсменом по энергоэффективности: система охлаждения расходует всего 6% от общей потребляемой мощности. Однако если раньше гидравлические разъёмы на плате и в корпусе были жёстко фиксированы, что вызывало повышенные требования к их соосности, теперь они соединяются гибкими рукавами (шлангами). Установить или вынуть плату «лёгким движением руки» не получится, зрелищность уже не та, зато система стала проще и надёжнее.

Презентация нового семейства процессоров Intel® Xeon® E5-2600 для серверов, ЦОДов и суперкомпьютеров. Москва. 15 марта 2012 г. Фото: Владислав Бояров.

Презентация нового семейства процессоров Intel® Xeon® E5-2600 для серверов, ЦОДов и суперкомпьютеров. Москва. 15 марта 2012 г. Фото: Владислав Бояров.

Презентация нового семейства процессоров Intel® Xeon® E5-2600 для серверов, ЦОДов и суперкомпьютеров. Москва. 15 марта 2012 г. Фото: Владислав Бояров.

Небольшой подарок производителям серверов: при увеличении вычислительной производительности в среднем на 50%, энергопотребление (а, следовательно, и тепловыделение) процессора Intel E5 осталось таким же, как и его предшественника, так что специально перерабатывать систему охлаждения под него не придётся.

Презентация нового семейства процессоров Intel® Xeon® E5-2600 для серверов, ЦОДов и суперкомпьютеров. Москва. 15 марта 2012 г. Фото: Владислав Бояров.

Также в процессор Intel Xeon E5 включена система команд, позволяющая обрабатывать большие массивы данных: Intel® Advanced Vector Extensions (Intel® AVX) до 2 раз увеличивает скорость работы ресурсоёмких приложений на операциях с плавающей запятой. Интересно, что Intel® AVX ранее уже была использована в десктопных и мобильных процессорах. Такая последовательность применения на первый взгляд выглядит не совсем логичной, однако я уже давно заметил такую закономерность: некоторые свои решения Intel сначала реализует на клиентских устройствах (как это было, к примеру, с архитектурой Nehalem и Sandy Brdge) и только потом переносит их на серверы.

Следующий пункт – перемещение концентратора PCI Express на один кристалл с процессором. Поддерживается 40 линий PCI Express, что составляет 80 линий на двухпроцессорную систему. Благодаря интеграции в процессор, латентность подсистемы снизилась на 30%, к тому же переход на использование PCI Express версии 3.0 повысил скорость передачи данных с 5 GT/s (Гигатранзакций/с) до 8 GT/s. Снизились и накладные расходы на избыточное кодирование: если в PCI Express 2.0 избыточность составляет около 20%, то здесь – только 1,5% (128 бит данных пересылаемых по шине кодируются 130 битами). Всё вместе позволяет до трёх раз увеличить скорость перемещения данных.

Ещё одно новшество: Intel® Data Direct I/O (Intel® DDIO). Intel® DDIO позволяет Ethernet-контроллерам и адаптерам Intel направлять трафик подсистемы ввода-вывода, минуя оперативную память непосредственно в кэш-память процессора, сокращая объём передачи данных в системную память и уменьшая объём энергопотребления и задержку подсистемы ввода-вывода. Intel DDIO является, как аппаратно-независимой, так и программно-независимой технологией, поэтому не требует установки или обновления драйверов, ОС, гипервизоров и приложений. Преимущества Intel DDIO проявляются во всех видах соединений: Ethernet, InfiniBand, Fibre Channel и RAID.

Количество каналов памяти выросло с 3-х до 4-х, при этом память теперь работает на более высоких частотах.

Ну, и «по-мелочи»: набор инструкций Intel® Advanced Encryption Standard New Instructions (Intel® AES-NI) позволяет оперативно зашифровывать и расшифровывать данные различных приложений и транзакций, а технология Intel® Trusted Execution Technology (Intel® TXT) помогает более надёжно бороться с вредоносными атаками. На самом деле это, конечно, не мелочи: когда важные функции системы переходят с программного на аппаратный уровень, реальное ускорение работы бывает очень большим.

Презентация нового семейства процессоров Intel® Xeon® E5-2600 для серверов, ЦОДов и суперкомпьютеров. Москва. 15 марта 2012 г. Фото: Владислав Бояров.

Кроме этого, в процессор заложены новые сервисные функции. Например, поддерживаются инструменты для контроля энергопотребления, включая приложения Intel® Node Manager и Intel® Data Center Manager, которые в режиме реального времени и с высокой точностью передают на консоли управления информацию об энергопотреблении систем. Традиционно системы электроснабжения выбирают с запасом на случай, если вдруг все процессоры будут нагружены в полную силу. На самом же деле чаще всего выгоднее принудительно ограничить максимальное энергопотребление ЦОДа: лучше в какой-то момент на короткое время притормозить его работу, чем переплачивать за запас подведённой мощности. Другой вариант: при той же подведённой мощности можно установить большее количество серверов, и не бояться при этом, что у нас «выбьёт пробки». Подобные решения ранее представляла компания HP, но тогда это, как и в описанной выше ситуации с Cisco, было проприетарным решением, теперь же – промышленный стандарт.

Участвующие в презентации компании Aquarius, Arbyte, DEPO Computers, Etegro, HP, IBM, iRU, Kraftway, R-Style Computers, Selected, Svet Computers, Team Computers и РСК представили свои решения на новой платформе. Представители всех вендоров отмечали значительный прирост мощности своих серверов, обусловленный в первую очередь использованием процессора Intel Xeon E5.

----

Львовские имена

Львовские имена. Статья Владислава Боярова. 22.08.2023 г.

Галопом по вычислительным Европам. Часть 6. Спецпроцессоры.

Галопом по вычислительным Европам. Часть 6. Спецпроцессоры. Часть 5. Память. Статья Ильи Вайцмана. 15.03.2023 г.

«Домашний компьютер». Конкурс в Самаре.

«Домашний компьютер». Конкурс в Самаре.

Blood, Sweat & Tears, или Кровь, пот и слёзы – часть третья, объединительная

Кому кризис, а кому окно возможностей

Кому кризис, а кому окно возможностей. Статья Владислава Боярова. 17.07.2023 г.