"Dream Machine" назвала Compaq новое семейство AlphaServer GS, представленное в России в конце мая текущего года. Линия состоит из трех 64-разрядных серверов: 8-процессорного GS80, 16-процессорного GS160 и 32-процессорного GS320. По словам представителей фирмы Compaq, эти серверы являются на сегодняшний день самыми быстрыми на платформе RISC/UNIX.
Исторически системы AlphaServer считаются самыми интеллектуальными в мире серверами, работающими без сбоев 365 суток в году. Их надежность позволяет использовать системы там, где техника испытывает сверхбольшие нагрузки. При этом она справляется с обрабаткой терабайтов данных. Казалось бы, все замечательно, но благодаря инвестированию немалых средств в инженерные и научно-прикладные разработки, Compaq смогла не просто улучшить архитектуру AlphaServer, но создать принципиально новую машину. Уникальная архитектура и конструкция процессора сервера серии GS защищены 50 новыми заявками на патенты.
Архитектура серверов серии GS сочетает в качестве основы архитектуру NUMA (Non-Uniform Memory Access) с возможностью работы в режиме UMA (Uniform Memory Access). Кроме того, серия GS поддерживает возможность динамически перераспределять ресурсы между несколькими образами оперционных систем, одновременно работая и как МРР- и как SMP-машина. Напомним, что при использовании UMA вся память является единой для всех процессоров, каждый из которых имеет одинаковый доступ к любому участку памяти. Для NUMA память и процессоры разделяются на логические блоки для уменьшения суммарного трафика. Основное преимущество NUMA - это малое время вынужденного простоя процессоров. Однако время доступа процессора к памяти своего блока существенно отличается от времени доступа к памяти "чужого" блока. Избежать этого можно было оптимизируя ОС и программные продукты под конкретную архитектуру.
Разработчики серверов серии GS для решения проблемы залержек процессоров использовала коммутаторы, работающие в неблокирующем режиме. Поэтому приложения, разработанные для традиционной архитектуры SMP (UMA) могут свободно работать на серверах новой серии.
Другой особенностью архитектуры AlphaServer GS является построение из, так называемых, строительных блоков. В системах GS80 и GS320 основной строительный блок - это Quad Building Block (QBB). Каждый такой блок обеспечивает поддержку до 4 процессоров, 4 модулей памяти по 8 Гбайт каждый, 8 шин PCI с 28 слотами. Все устройства объединены между собой коммутатором, каждый процессорный порт которого обеспечивает передачу данных со скоростью 1,6 Гбайт/с, причем эта скорость не уменьшается при увеличении количества процессоров. Пропускная способность специального порта каждого блока, служащего для подключения к общему коммутатору Global Switch составляет 3,2 Гбайт/с.
В системе GS80 имеется два блока QBB, соединенных через специальные высокоскоростные порты. Для построения систем GS160 и GS320 используется 4 и 8 блоков QBB соответственно, объединенным между собой высокоскоростным коммутатором Global Switch. В данной архитектуре процессор находится в состоянии ожидания в двух случаях: локальном , когда задержка происходит при передаче данных внутри лока, и внешнем - ожидание при передаче данных между блоками. Локальное время ожидания всегда одинаково, время ожидания между блоками может составлять от одного до трех локальных. Это обусловлено использованием архитектуры NUMA. Для GS80 задержка между блоками составляет 2,4 локального времени ожидания процессора, для GS160 и GS320 - 2,9, причем это время не зависит от количества процессоров, в отличие от систем, построенных на основе UMA.
В старшей модели GS320 память может быть расширена до 256 Гбайт. Эффективное использование оперативной памяти такого большого размера стало возможным благодаря применению 64-разрядной технологии VLM (Very Large Memory). В сервере GS320 память размещается в восьми QBB, объединенных между собой высокоскоростным коммутатором. Каждый блок может иметь до 32 Гб оперативной памяти. Пропускная способность коммутируемых портов составляет 1,6 Гбайт/с, пропускная способность между QBB - 3,2 Гбайт/с, а пропускная способность всей памяти - 51,2 Гбайт/с соответственно. Объединяющие процессоры и память блоки QBB спроектированы таким образом, чтобы максимально упростить процесс их замены.
Такая модульная структура позволяет пользовтелю начать работу с наименьшей аппаратной конфигурации - GS80, а затем, по мере роста потребностей, расширить ее до полностью укомплектованной системы GS320. Архитектура предусматривает возможность увеличения количества процессоров, памяти и устройств ввода-вывода. При этом любую модернизацию аппаратуру можно производить без приостановки работы системы и приложений.
Известно, что большой объем оперативной памяти предполагает высокую скорость работы приложений. Например, при работе с большими базами данных кэш таблиц можно сделать больше, а таблицы индексов будут полностью загружаться в память, благодаря чему сложные запросы будут выполняться на порядок быстрее.
В семействе AlphaServer GS использован процессор Alpha EV67 с тактовой частотой 729 МГц. В планах компании выпуск процессора EV68 с частотой 1 ГГц, а в 2002 году - ожидается процессор нового поколения EV7 с частотой 1,5 ГГц, а в 2004 году - процессор EV8. Новые серверы сконструированы таким образом, что при переходе на новые процессоры не требуется перекомпилировать приложения и менять платформу. Это возможно благодаря возможности в разных блоках одной системы использовать разные процессоры, поэтому в течение жизненного цикла системы возможен 20-кратный рост производительности приложений.
Системы серии GS могут работать с операционными системами Tru64 UNIX, OpenVMS, Galaxy, Linux. Архитектурной особенностью данных систем является возможность организовать в одной машине несколько системных разделов, запустив в каждом из них свою операционную систему. При этом можно разделять ресурсы между разными системными разделами, в которых могут решаться абсолютно автономные задачи, а можно направить всю мощь системы для выполнения общего большого приложения. Обеспечивается полная изоляция одновременно работающих программ, поэтому сбои в приложениях или ОС в одном из разделов никак не отразятся на работе других ОС и их приложений.
Также на уровне операционной системы поддерживается возможность горячей замены модулей системы. Сама ОС переводит заменяемое устройство в пассивное состояние, после чего устройство изымается или его перемещают, например, в другой слот. Затем система регистрирует изменения и планирует дальнейшее использование данного ресурса.
Операционные системы, работающие в разных системных разделах сервера, могут объединяться в кластеры, что обеспечивает полную отказоустойчивость машины, поскольку выход из строя части аппаратуры одного раздела никак не скажется на других и, в конечном итоге, на доступности приложений. А при использовании OpenVMS Galaxy становится возможным динамически перераспределять ресурсы между разными копиями OpenVMS.
Корпорация Oracle протестировала комплект приложений Oracle E-Business Suite на сервере AlphaServer GS320 под управлением OC Tru64 UNIX. Тест Oracle Applications Standard Benchmark показал результат - 11200 одновременных пользователей. Это очень высокий уровень производительности для клиентов, ведущих бизнес в электронной среде. Более того, специалисты Oracle оптимизировали технологию VLDB (сверхбольшая база данных), используя возможности Alpha VLM64 (сверхбольшую память). В результате достигнута производительность в 4 раза и объем хранения данныхв 9 раз большие, чем системы Compaq предыдущего поколения. Помимо Oracle, на серверах нового поколения могут работать корпоративные системы типа SAP, приложения на базе SAS, PeopleSoft или Baan, а также специальные программы для научных исследований.
Что касается управления системой, то серия GS снабжена резервируемой подсистемой консолей. Поэтому сервером можно управлять с системной консоли либо непосредственно подключенной, например, к последовательному порту, или удаленно посредоством соединения TCP/IP.
Кроме того системы AlphaServer GS поддерживают средства "lights out", которые не требуют для управления физического присутствия оператора, обеспечивая полный контроль за системой по сети TCP/IP. Эта возможность реализована с помощью специальной управляющей платы, играющей роль аппаратной удаленной консоли сервера, не требующей никакого дополнительного программного обеспечения и не зависящей от ОС. В плате имеются собственные процессор, память, сетевая плата и внешний выход на электропитание, что делает ее полностью независимой от состояния оборудования о операционной системы сервера. В качестве интерфейса здесь может быть использован обычный браузер.
Все эти архитектурные особенности имеет каждая модель серии AlphaServer GS. Сервер GS80 представляет собой систему, размещенную в одном стандартом шкафу и включающую в себя до 8 процесоров EV67, 64 Гбайт оперативной памяти, 16 шин PCI с 56 слотами. Агрегированная пропускная способность системных коммутаторов достигает 12,8 Гбайт/с.
Система GS160 размещается в двух шкафах. Она может содержать до 16 процессоров EV67, 128 Гбайт памяти, 32 шины PCI с 112 слотами. Пропускная способность системных коммутаторов у этой системы достигает 25,6 Гбайт/сек. Система обеспечивает аппаратную поддержку до 4 системных разделов.
AlphaServer GS320 занимает 3 шкафа. Сервер может содержать до 32 процессоров EV67, 256 Гбайт оперативной памяти, 64 шины PCI с 224 слотами, а агрегированная пропускная способность системных коммутаторов достигает 51,2 Гбайт/с. Сервер обеспечивает аппаратную поддержку до восьми системных разделов.
На основе ситем GS320 можно собирать кластеры, которые в состоянии функционировать десятки лет в режиме высокой готовности, обеспечивая работу критически важных приложений. Такой кластер в случае необходимости расширяется просто добавлением нового узла.
Для кластера Compaq разработала новое программное обеспечение TruClaster Server V5, которое использует единую файловую систему. Это исключает необходимость хранения нескольких копий ОС и соответствующих приложений. При этом существенно упрощается система в целом и уменьшается вероятность возникновения ошибок при ее администрировании.
Серверный кластер под управлением ПО кластеризации Compaq TruClaster Server и ОС Tru64 UNIX был признан лучшим по набору функциональных возможностей в результате исследований аналогичных систем на базе ОС UNIX, проведенного фирмой D.N. Brown Associates. В сравнении участвовали кластерные системы производства корпораций Compaq, IBM, Sun, Hewlett-Packard, Data General и Sequent.
Не смотря на то, что новое семейство AlphaServer
GS только что объявлено, спрос на эти новинки
очень велик, как со стороны обладателей
других продуктов Compaq, так и со стороны
тех, кто не входил до сих пор в число
клиентов компании. По словам президента и
главного исполнительного директора Compaq
Майкла Капелласа, "уже принято более 200
заказов от компаний со всего мира." Новая
техника ориентирована на устоявшиеся и
нарождающиеся ".com" - компании, а также
клиентов из телекоммуникационной сферы и
организации, занимающиеся сложными
научными и техническими расчетами.