Инновационные решения Kraftway

Минувший 2005-й год прошел для компании Kraftway (http://www.kraftway.ru) под знаком инноваций, укрепляющих ее позиции как технологического лидера отрасли. В конце года было объявлено об объединении всех подразделений, занимающихся исследованиями и разработками, в единый Центр исследований и экспертизы, а также о создании в его структуре Экспертной лаборатории параллельных технологий.

Как известно, повсеместное использование параллельных технологий стало на сегодняшний день одним из магистральных направлений развития индустрии, позволяющим преодолеть существующие технологические ограничения на дальнейшее наращивание производительности систем. Идеология параллелизма находит свое воплощение в системах и решениях, основанных на концепциях многоядерности, многонитиевости и многопоточности.

Продвижение параллельных технологий начато, в частности, с прототипа новой модели сервера Kraftway GEG Express 200, где используются двухъядерные процессоры Intel Xeon. По сравнению с системами предыдущего поколения производительность нового сервера, построенного на основе набора микросхем Intel E7520, выросла более чем на 60%. Новые двухъядерные процессоры поддерживают технологию Hyper-Threading, позволяющую одному процессору одновременно выполнять четыре потока команд. Кроме того, платформа включает расширенные средства безопасности, в том числе функцию Execute Disable Bit и оптимизированные средства управления питанием на базе технологии Demand Based Switching.

Системы среднего уровня выпускаются обычно либо в настольном, либо в стоечном исполнении. Важные компоненты сервера (жесткие диски, блоки питания, вентиляторы), кроме того что имеют резервирование, поддерживают также замену на ходу, без выключения сервера (горячая замена). Еще одна отличительная особенность серверов уровня подразделения — возможность наращивания вычислительной мощности, памяти, дисковой емкости в широких пределах и установки дополнительных контроллеров. Серверы этой группы имеют большой диапазон возможных конфигураций и, следовательно, обеспечивают гибкость в подборе сервера для конкретных задач.

Готовность крупного бизнеса к использованию новейших технологий приводит к смещению акцентов в деятельности компании Kraftway и ее исследовательского подразделения в сторону создания серии инфраструктурных решений для различных отраслей рынка. В качестве одного из ярких примеров реализации концепции параллелизма компания представила Grid-систему на основе семейства продуктов Oracle 10g. Эта система обеспечивает централизованное управление всей вычислительной мощностью кластера и распределение ее по запросам и на основе политик. При этом каждый тип ресурсов — базы данных, хранилища данных и вычислительные ресурсы — рассматривается как единое целое. Результаты тестирования, проведенного совместно специалистами Центра Kraftway и Oracle, показали, что созданный программно-аппаратный комплекс может служить сбалансированной, надежной и производительной платформой для построения КИС на основе grid-технологий.

Как основу для создания высокопроизводительных вычислительных систем Kraftway предлагает свой флагманский продукт — сервер Kraftway G-Scale серии S на базе 16 процессоров Intel Itanium 2. Благодаря уникальной архитектуре и применению открытых технологий на базе Kraftway G-Scale серии S создаются как системы, обладающие рекордным соотношением производительность/цена, так и мощные решения, где главным фактором выступает время выполнения задачи.

Серверы Kraftway G-Scale серии S обладают свойством «расширения по требованию», причем по мере необходимости можно наращивать не только число процессоров в системе — поддерживается также увеличение объема памяти без добавления процессоров, расширение каналов ввода-вывода. Благодаря такому подходу удается разрабатывать решения, максимально адаптированные к требованиям выполняемых задач, а при увеличении нагрузки в будущем можно будет исключить узкие места, увеличив производительность, объем памяти или количество каналов ввода-вывода. По результатам тестирования специалисты Центра отметили и необычно высокий коэффициент масштабируемости вычислительной мощности решений на основе Kraftway G-Scale серии S — он оказался близок к 0,9, что представляет собой лучший результат для серверных систем такого класса.

Такая гибкость стала возможной благодаря модульному дизайну системы и применению архитектуры NUMAflex, объединяющей оперативную память вычислительного комплекса в единый массив. NUMAflex обеспечивает высокую пропускную способность и минимальную латентность доступа к любому блоку данных, а модульный дизайн позволяет устанавливать в систему блоки, содержащие только процессоры (если требуется максимальная производительность), только модули памяти (при обработке больших массивов данных) или слоты для адаптеров ввода-вывода (когда требуется высокая пропускная способность). Архитектура NUMAflex дает возможность создавать комплексы с числом процессоров до 512 и объемом памяти до 6 Тбайт, причем такие комплексы работают как единые SMP-системы.

Другой инновационной разработкой Центра исследований и экспертизы стала уникальная система охлаждения кластеров, построенных из тонких серверов. По сравнению с воздушными системами охлаждения созданная установка позволяет размещать в тонких серверных корпусах высотой 1U и 2U процессоры с тепловым пакетом 130—200 Вт. При этом для обдува внутри корпуса используются один или два вентилятора низкой производительности, что позволяет снизить вибрации, приводящие к падению производительности из-за частой перекалибровки жестких дисков, а также собственно шум от кластерной стойки. Кроме того, температура электронных компонентов сервера снижается на 10—15 град. по сравнению с традиционным воздушным охлаждением процессоров сервера, что значительно повышает его отказоустойчивость. Более эффективный тепловой цикл установки позволяет сократить расход электроэнергии при эксплуатации кластера по сравнению с традиционной системой кондиционирования и воздухообмена.