Hrubá síla pro high-performace computing

Při bližším pohledu není těžké získat dojem, že se unixové midrange servery blíží ke sklonku své kariéry. Prav...


Při bližším pohledu není těžké získat dojem, že se unixové midrange servery
blíží ke sklonku své kariéry. Pravdou ale je, že nové architektury procesorů,
čipy s více jádry nebo druhý dech, který nabrala technologie x86, dávají těmto
systémům novou sílu a uživatelé, kteří plánují nákup serverů pro příští léta,
mají zase o čem přemýšlet.
Výrobci serverů přehodnotili způsoby, jak dále zlepšovat výpočetní výkon, i
roli komoditních systémů v prostředích, která vyžadují velmi rychlé výpočty. A
zatímco se v oblasti zpracování vědeckých výpočtů k nejžhavějším technologickým
tématům současnosti zařadily clustery levných linuxových strojů, tradiční
prodejci středních (midrange) systémů s 8 až 32 procesory zavádějí nové designy
a produkty tempem, které naznačuje, že rozhodně nemají v úmyslu trh vysoce
výkonných počítačů opustit.
Zřejmě tou největší změnou v designu je přechod k procesorům se dvěma jádry,
který postupně zasáhne celé odvětví. Po letech zvyšování výpočetního výkonu
přidáváním většího počtu tranzistorů do čipů, zvyšováním taktovacích frekvencí
procesorů nebo důmyslným vylepšováním instrukcí strojového jazyka, tedy
začínají výrobci procesorů přidávat do svých mikroprocesorů druhou CPU jednotku.

Široká nabídka
Společnost IBM, přední dodavatel v oblasti midrange serverů, byl podle
analytické firmy Gartner Research prvním výrobcem, který začal v tomto segmentu
využívat design se dvěma jádry s uvedením systému eServer p670 založeného na
procesoru Power4. Od té doby nabídlo IBM už dva upgrady a nyní nabízí dvojici
midrange systémů postavených na nejnovějších mikročipech Power5, představených
už v červenci eServer p5 p570 (s až 16 procesory) a zeštíhlenou verzi
označovanou p5 p570 Express (s až 8 procesory).
Firma Hewlett-Packard už oblast návrhu mikroprocesorů prakticky opustila a své
aktivity na poli středních serverů upíná na čipy Intel Itanium (na jejichž
vývoji se i podílí). Letos v srpnu začala dodávat vůbec poslední verzi svých
procesorů řady Alpha, dříve jednu z klíčových technologií společnosti Digital
Equipment a potom Compaq, přičemž současně HP tvrdí, že v roce 2005 ukončí také
vývoj rodiny CPU PA-RISC čímž se definitivně vzdá své tradiční riscové
architektury ve prospěch Itania. V současné době dodává systémy HP 9000,
založené na poslední generaci PA-RISC, tj. na dvoujaderném čipu PA-8800.
Konkrétně se pak jedná o modely rp8420, který může být osazen až 32 procesory,
a rp7420 s 16 CPU.
Poslední významná iterace ve vývoji architektury je plánována na příští rok a
přibližně ve stejné době se HP chystá upgradovat svoji produktovou řadu
Integrity o nové servery založené na prvním dual-core Itaniu (které nese kódové
označení Montecito). V midrange oblasti přitom dnes HP nabízí modely rx8620
(32cestný) a rx7620 (16cestný).
Také výrobce Silicon Graphics adoptoval čip Itanium. SGI Altix 350, který
podporuje až 16 procesorů Itanium 2, je navržen pro oblast technických databází
a clusterových aplikací, takže je přímo určen pro HPC prostředí. Systém
umožňuje provoz 64bitových linuxových programů a SGI tvrdí dnes je k dispozici
zhruba 100 technických aplikací šitých na míru přímo pro architekturu Altix.
Když byl systém letos představen, viceprezident výzkumu ve společnosti IDC
Christopher Willard poukázal na jeho cenovou dostupnost.
Společnost Sun Microsystems prodává riscové dual-core systémy už od roku 2004.
A ačkoliv odmítá podporovat intelovskou platformu Itanium, překonala alespoň
svoji averzi vůči komoditním procesům a začala nabízet low-endové systémy
založené na CPU Intel Xeon a AMD Opteron. Sun se dokonce stal co do podpory
Opteronů jedním z nejaktivnějších dodavatelů a na jejich bázi jsou v jeho
portfoliu postaveny pracovní stanice, blade systémy a dvounebo čtyřprocesorové
systémy. Navíc pracuje i na vývoji 8cestného serveru s těmito CPU.

V laboratořích
V dohledné době bude třeba řešit klíčovou otázku: Udrží si Unix a jeho deriváty
svoji pozici na midrange trhu, nebo ji postoupí levným komoditním systémům
založeným na 64bitových x86 procesorech od Intelu a AMD? Vernon Turner,
viceprezident skupiny pro globální podniková serverová řešení ve společnosti
IDC, se ptá: "Mohou dodavatelé 64bitových architektur odolat nátlaku
nezávislých výrobců softwaru? Pokud ne, zřejmě dojde k migraci na platformu,
která nabízí výrazné nákladové výhody."
"Nízká cena x86 serverů není jedinou nákladovou položkou, s níž musejí
uživatelé počítat," říká David Fenstermacher, ředitel bioinformatiky v Abramson
Cancer Center na pensylvánské univerzitě. "Nesledujeme pouze přímé náklady, ale
i ty, které se objeví později. Třeba množství úsilí při správě a údržbě
clusteru x86 systémů je v porovnání se SMP (Symetric Multiprocessing) serverem
výrazně vyšší."
Velké unixové systémy jsou podle Fenstermachera lepší také při zpracování úloh
náročných na I/O operace například když se stovky či tisíce uživatelů snaží
prohledávat určitou databázi pomocí různých algoritmů. Fakt, že tyto stroje
mohou být dynamicky konfigurovány pro přidávání nebo odebírání procesorů
specifickým aplikacím, spolu se skutečností, že si centrum Abramson vyměňuje
informace s jinými bioinformatickými systémy, jež jsou založeny na stejné
unixové architektuře, činí pro Fenstermachera z Unixu logickou volbu.
Další silnou stránkou Unixu v high-performance prostředí jsou úzké vztahy mezi
dodavateli těchto operačních systémů a prodejci komerčních databází.
A třebaže midrange x86 systémy zatím zdaleka nejsou tak rozšířené, jako 2 nebo
4cestné riscové boxy, začínají si komoditní systémy získávat svoji váhu na trhu
high-performance computingu. Firmy IBM a Unisys například nabízejí
32procesorové systémy na platformě Xeon a Gartner odhaduje, že za druhé
pololetí letošního roku se prodalo 8 tisíc x86 systémů s 8-24 procesory (oproti
6 tisícům ve stejném období loni). Ve druhém kvartále se přitom podle Gartneru
prodalo 18 300 riscových systémů v této kategorii a 550 midrange systémů s
Itaniem.
Největší hrozbou pro střední unixové servery nejsou levnější verze těchto
serverů postavené na komoditních komponentách, nýbrž postupný přesun zájmu
směrem ke clusterovým řešením.
"Když Oracle potvrdil, že hodlá se svou databází podporovat intelovské
clustery, a s tím, jak jde Linux postupně kupředu, si high-performance systémy
na této platformě získávají stále vyšší popularitu," říká Michael Swenson,
manažer výzkumu ve společnosti Life Sciences Insights. "Pozornost se přesouvá k
Linuxu a komoditním platformám. Dokonce i mnohé aplikace, které byly ještě
přednedávnem provozovány výlučně na unixových SMP serverech, jsou v poslední
době portovány na Linux." S tím souhlasí i Fenstermacher: "Clustery jsou
technologií budoucnosti pro podniky i pro paralelní computing."

Čekání na Rock
Loni na podzim společnost Sun náhle zrušila své plány týkající se
mikroprocesorů UltraSparc V a rozhodla se namísto toho postavit většinu svých
serverových řad na chystané verzi čipů Sparc64 firmy Fujitsu s kódovým jménem
Olympus. Sun nicméně nehodlá zcela opustit pole designu procesorů. Stále
pracuje na několika radikálně inovativních designech, které zahrnuje pod
označení "throughput computing", jež by měly vytvořit základ zcela nové třídy
serverů naprosto odlišné od strojů, jaké Sun dodává dnes. První z těchto
systémů, který bude založen na procesorech s kódovým označením Niagara, ty jsou
očekávány v roce 2006. Budou navrženy zejména pro úlohy intenzivně využívající
síťovou komunikaci jako jsou webové služby nebo šifrování síťového provozu.
Procesor, jehož uvedení na trh bude mít efekt i pro trh midrange serverů, však
nese kódové jméno Rock. Systémy s čipy Rock se objeví zhruba v roce 2008 a
podle Sunu budou obsahovat mnoho procesorových jader přičemž jediný čip bude
schopen nahradit několik současných CPU UltaSparc.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.