Качественные изменения на рынке двухсокетовых серверов

В настоящем обзоре представлена товарная номенклатура двухсокетовых серверов ведущих поставщиков – мировых brandname и ряда известных российских компаний. Мы решили вынести за рамки обзора двухпроцессорные устройства в специальных конструктивах. Таким образом, в обзор не включены блейд-серверы, а также сверхплотные конструктивы, предназначенные в основном для крупных дата-центров, которые не имеют пока определенного объединяющего названия, но используют подходы, во-многом напоминающие лезвийные. Речь идет о линейках HP ProLiant SL, Dell PowerEdge С-series, IBM iDataPlex и др. Конечно, все эти решения – особый рынок и уже потому предмет отдельного разговора, но это не единственная причина, почему мы ограничиваем радиус рассмотрения лишь стандартными решениями; главное в другом, но об этом – ближе к завершению материала. Так или иначе, сегодня мы обсуждаем самый распространенный и широкий по ассортименту тип серверов – настольные и стандартные стоечные серверы с двумя процессорными гнездами.

Скажем прямо, время для подготовки обзора выбрано неподходящее. Сейчас идет переход на очередное поколение платформы Intel EP, стартовавшее как раз этой весной. Проблема в том, что в линейке Xeon 5000 (ныне Xeon E5) произошли существенные перестроения. Появились дополнительная сегментация, но первой была объявлена лишь часть процессорного ряда, в частности главная линейка E5-2600, а другие, из маргинальных ценовых диапазонов, были официально представлены лишь в середине мая. Поэтому на момент подготовки обзора мы не видели главного – как будут перестроены модельные ряды в связи с произошедшими переменами в базовой платформе. В предложенных таблицах, за редким исключением, все выглядит чрезвычайно привычно. Казалось бы, все имеющиеся линейки планово переводятся на новую компонентную базу, как это происходило всю жизнь, не меняя позиционирования. Но чувствуется, что в ближайшем будущем мы увидим значительное перестроение модельных рядов.

Рубеж, которым явился запуск двухпроцессорной платформы Sandy Bridge EP, пожалуй, можно счесть качественным порогом. И дело не только в очередном умножении ядер, скоростей, объемов и поддерживаемых интерфейсов; и даже не в принципиальной схеме подхода в именовании модельного ряда процессоров и существенном расширении ассортимента всех классов Xeon. Процессоры и чипсеты, конечно, главная определяющая сила в серверостроении, но не единственная.

Фактически у всех зарубежных компаний – наши, как видно, несколько отстают по времени, по крайней мере по времени подготовки материалов по новым решениям, по которым мы и составляем обзор, – к этому рубежу было подготовлено несколько решений из разных сфер компьютеростроения, способных качественно изменить наполнение моделей и улучшить их свойства. Да, большинство решений, о которых мы будем говорить ниже, родились и развились задолго до этой весны. При долговременных поступательных изменениях в какой-то момент становится понятно, что количественно-качественный переход случился; при том что сложно выделить какой-то конкретный фактор, ставший последней каплей. Просто вдруг становится понятно, что жизнь изменилась. Пожалуй, запуск E5 и стал подобным моментом перехода.

Товарное предложение двухсокетовых серверов

Отмена «налога 4 P»

С платформенной же точки зрения произошло следующее. С начала времен у Intel предполагалось строгое деление на системы 1P, 2P и 4P. Соответственно существовали серии Xeon 3000, 5000 и 7000, и под каждую из них выпускалась отдельная платформа-чипсет. Первой в эту классическую и всем понятную ситуацию вмешалась AMD. В 2010 г. с запуском чипсетов SR5600 появилась серии процессоров, одновременно 1P/2P – Opteron 4100 (платформа С32) и 2P/4P – Opteron 6100 (G34). AMD произвел такой ход скорее из маркетинговых соображений. Дело в том, что удельная производительность чипов Opteron на одно физическое ядро была в среднем ниже, чему у Xeon, где-то раза в два – и за счет использования в последних многопоточности (Hyper-Threading), и просто за счет превосходства Core по архитектуре и технологии производства. Иными словами, 12-ядерные Opteron 6100 (Magny-Cours) в целом проигрывали шестиядерным Xeon 5500. Четырехпроцессрная же конфигурация Opteron смотрелась уже интересно против двухпроцессорной от Intel. Таким образом, четырехсокетовые комплексы Opteron 6100 и по цене и по общей производительности выстраивались против старших комплектаций двухсокетовых Xeon. В AMD это назвали «отменой налога 4P». Имелось в виду, что чипы с поддержкой четырехсокетовых конфигураций во все времена стоили непропорционально дороже своих 2P-собратьев. И в чипах 4P от Intel – Xeon 7000 – этот самый «налог» сохранялся, вот только последние их модели по производительности и функциональности к тому моменту (Xeon 7500) конкурировали скорее уже с RISC-процессорами, т. е. были направлены на совершенно иную сферу рынка.

С запуском новой микроархитектуры Bulldozer, в какой-то мере реализующей на аппаратном уровне ядра многопоточность, следующее поколение Opteron 6200 (Interlagos) c 16 физическими ядрами против Xeon 5600 с шестью смотрелись уже лучше. А конфигурации 4P на той же платформе заняли первые места рейтингов. Впрочем, ненадолго: с запуском Sandy Bridge EP паритет между 2P от Intel и 4P от AMD, похоже, возвращается.

Концепция Intel

Но вернемся к смене системы у Intel. Тут вряд ли стоит говорить о некоем «ответе» AMD. Позиции ведущего чипмейкера на серверном рынке настолько сильнее, что для нее важнее собственная стратегия и предполагающиеся значимые перемены структуры спроса на самом этом рынке, а не вопросы конкуренции, – это вам не рынок мобильных гаджетов. Технически для Intel вмешательство в устоявшуюся схему является прямым следствием перехода на использование шины QPI, осуществляющей прямую связь «точка-точка» между процессорами многосокетовой системы, а также того, что современные Core –уровня SoC, т. е. включили в себя функции, ранее возлагавшиеся на «северный» мост чипсета. Это принципиально изменило топологию многопроцессорной платформы, и теперь варьировать число процессоров в системе стало значительно проще. Первый звонок прозвенел, когда в 2011 г. чипы E7 (Westmere-EX) – старшей серии процессоров для критических нагрузок, подразделились на серии с поддержкой двух-, четырех- и восмисокетовых конфигураций.

Ныне, уже на базе чипов следующего поколения Core – Sandy Bridge – пришло время меняться и более массовым линейкам. Так появились системы Xeon E5, подразделяющиеся на пять подсерий: E5-1400, E5-1600, E5-2400, E5-2600 и E5-4600. Первая цифра в четырехзначном номере модели серии обозначает число поддерживаемых сокетов, вторая – сам сокет, тип разъема для установки, что фактически отражает класс платформы — уровень ее функциональности, цены и т. д. У Intel для серверной сферы существует четыре разъема. Сами они будут, наверное, меняться в будущем, но поступательно, сохраняя взаимное позиционирование. Первый – LGA1155 (обозначение Ex-x2xx), это обычная платформа ПК. Там используются чипы Xeon E3-1200 для однопроцессорных серверов, взаимозаменяемые с потребительскими Сore i3/i5 и т. п. Разъем x4xx – это LGA1356, платформа для рабочих станций, сверхпродвинутых игровых машин (cкажем, под нее есть чипы Сore i7 экстремального уровня) и младших двухсокетовых серверов. Шестой сокет — LGA2011 – это стандартный разъем для EP — массовой серверной платформы. Наконец, «восьмерка» (LGA 1567) – уровень SMP-комплексов.

Соответственно самым привычным для рассматриваемого здесь сегмента чипом, прямым наследником Xeon 5600, выступает E5-2600. Они вместе с E5-1600 запущены первыми – в марте 2012 г. Позднее, в мае подоспели чипы E5-2400 для производительных рабочих станций и младших 2P-серверов и E5-4600 – с поддержкой относительно бюджетных четырехпроцессорных конфигураций. Он не конкурирует с E7-4800 – это платформы разных классов. Скорее, цель этих чипов – позволить создавать сверхплотные вычислительные узлы, кратно усилив показатели производительности на юнит в стойке. При этом да, формально теперь и Intel приблизилась к заявленной прежде конкурентом «отмене налога 4P», вернее, говоря языком фискальных органов, «предоставил налоговые льготы для развивающихся предприятий и СМБ».

Это конкретика. Но она проистекает от предложения – возможностей Intel, которые дают новые микроархитектуры. Безусловно, имеется своя позиция и у широкого круга заказчиков. Сегодня речь идет о чрезвычайно мощном процессе развития серверного рынка как следствии развития «облачной» парадигмы вычислений и хранения. Далее: технологий серверной виртуализации, виртуализации десктопов в терминальных системах и виртуализации слоя СХД. Это на уровне, грубо говоря, крупных ЦОДов, провайдерских и корпоративных. Развитие науки и технологии значимо повысило интерес к суперкомпьютерному направлению (HPC). Наряду с этим продолжается общий рост применимости ИТ на уровне малых компаний, филиалов и даже в домашней среде, что подпитывает и развитие сегмента младших серверов. Все это расширяет спектр сценариев использования сервера, видоизменяя его структуру. Появляются новые подкатегории, упраздняются старые. Скажем, уходят файл-серверы, зато растут терминальные. В рассматриваемом вопросе для нас главное то, что расширяется спрос на различные типы серверов, с разным соотношением функциональности отдельных подсистем – центрального процессора, памяти, ввода-вывода и внешних накопителей. Причем структура неодномерна, ее развитие разнонаправленно. Прежнее грубое деление на low-end, midrange и high-end более не проходит. И произошедшие перемены в процессорной области концептуально этому вполне соответствуют.

Новая сегментация рынка

Однако будущая картина серверного рынка, расписанная по основным сценариям использования, проявится чуть позже. Есть уверенность, что уже к осени сегментация станет более четкой. Сегодня же мы можем наблюдать только одно. Универсальные серверы, допускающие сколь угодно широкий спектр комплектаций, как напольных, так и рэковых: такие опорные модели, как HP ProLiant ML350 и DL360/380, IBM System x3500 и x3550/3650 – быстро переведены на базис E5-2600. Младшие же системы пока оставались на обвязке предыдущего поколения и, очевидно, будут переходить частично на тот же самый E5-2600; что-то сместится и вовсе в спектр однопроцессорных моделей на E5-1600, ну а в массе своей – на более бюджетный E5-2400. Последнее мы видим пока только в модели Dell PowerEdge R420, но скоро, думается, дело дойдет и до прочих конкурентов. Ну а старший сегмент двухпроцессорников дополнится «четырехствольными» решениями на базе E5-4600 именно как расширение массового сектора, а не как конкуренция многосокетовым линейкам на E7.

С одной стороны, все это вроде бы приводит к «зоопарку» платформ на уровне конкретного серверного пула конечного заказчика. Под разные участки идут системы на разной базовой платформе – то, с чем, казалось бы, «так долго боролись большевики». Но боролись-то они не на словах, а на деле, поэтому натуральных проблем с этим не должно быть. Любой ответственный производитель в настоящем обеспечивает унификацию всего модельного ряда на уровне встроенных средств управления жизненным циклом и компонентного единства. Средства удаленного администрирования, включающие мониторинг всех узлов сервера, вплоть до параметров питания и вентиляции на уровне конкретного юнита в стойке, совершенствуются от поколения к поколению и стали едиными для всего модельного ряда, от настольных однопроцессорников до блейд-модулей. Именно эта тема становится основной маркетинговой «фишкой» ведущих вендоров, а вовсе не «непревзойденная производительность» очередных Xeon. Но реклама рекламой, а суть, видимо, в том, что состоялся переход от унификации серверного парка на уровне базовых компонентов к унификации на уровне систем контроля и управления, при критическом улучшении встроенной автоматизации этих средств, уровня их интеллектуальности. Что явно позволяет справиться с усложняющейся кастомизацией «железных» аспектов.

Что нового в процессорах

Но вернемся все-таки к представленной ассортиментной картине. Какой бы неполной она ни была, интересные наблюдения имеются и здесь. Новые процессоры Xeon E5-2600 показывают в среднем на 80% большую производительность в сравнении с чипами предыдущего поколения Xeon 5600. В линейке доступны процессоры с числом ядер 4 и 6, а также впервые в семействе – 8. Объем кэш-памяти третьего уровня вырос до 20 Мбайт.

Существенной модернизации подверглась подсистема ввода-вывода: новые интегрированные контроллеры Intel Integrated I/O поддерживают PCI Express 3.0 с присущей этому стандарту скоростью 8 Гбит/c на линию. До уровня 8 Гбит/c возросла и пропускная способность межпроцессорной шины QPI. В E5 также реализована технология Intel Data Direct I/O; она позволяет направлять трафик подсистемы ввода-вывода непосредственно в кэш-память процессора, сокращая объем передачи данных в системную память и уменьшая объем энергопотребления и задержку ввода-вывода. В целом скорость подсистемы I/O увеличилась в новой системе троекратно.

Многократно увеличился и объем поддерживаемой оперативной памяти – он составляет теперь максимально 768 Гбайт. Поддерживаются модули с частотой до 1600 МГц (в реальных системах суммарный объем ОЗУ на таких высокоскоростных планках меньше, обычно 128 Гбайт), а также низковольтовые модули со сниженным энергопотреблением.

Xeon E5 как чип семейства Sandy Bridge реализует поддержку набора команд Advanced Vector Extension (Intel AVX), что дает при адаптации ПО возможность существенно поднять производительность на операциях с плавающей точкой, ускорив работу сложных математических приложений.

Итак, что мы видим: очередной рост процессорной мощности, скорости ОЗУ и каналов обмена с ней, критический прирост параметров подсистемы ввода/вывода. Чего мы здесь не видим? Правильно: сообразного роста скоростей дисковой подсистемы, потому как от Intel это зависит довольно косвенно. И этот момент возложен на плечи производителей.

Перемены в дисковой подсистеме

Пожалуй, именно перемены в области RAID и дисковых полок станут самым запоминающимся моментом данного поколения стандартных двухпроцессорников. В этом контексте мы хотели бы вернуться к самому началу данной статьи, где упоминались лезвия. Дело в том, что именно скорости и емкость внутренней системы хранения данных сервера становятся главными преимуществами стандартных двухсокетовых серверов. Именно этот момент наиболее принципиально отделяет их от блейд-систем с точки зрения общей функциональности серверного пула. Именно потому мы и рассматриваем эти товарные кластеры отдельно друг от друга.

Ведь не секрет, что готовность к переходу к сверхтплотным конструктивам напрямую зависит от готовности перейти к более широкому использованию виртуализованных внешних СХД. В лезвийных конструктивах просто нет места для необходимого объема накопителей. И это при экспоненциально растущих запросах на емкость хранения и скоростные параметры СХД. Одна только поддержка динамично растущего числа виртуальных машин с необходимостью приводит к этим требованиям. Да, унифицированные СХД развиваются своим чередом, но перевод всего объема хранения на них – значимый шаг для ИТ-отдела, фактически это смена всей топологии ЦОДа. Поэтому решения на базе внутренней памяти серверов оставляют пул для дальнейшего применения рэковых решений, особенно 2U (рэки 1U в настоящем все же больше позиционируются как строительный блок для кластерных комплексов под критические нагрузки). Наконец, никто не отменял задач виртуализации, а также растущей емкости БД серверов уровня отдела в конструктивах Tower. На этом рынке зачастую внедрение внешнего SAN/NAS-решения бывает затруднительно по причине высокой стоимости или отсутствия специфических компетенций персонала. Так что спрос на внутреннюю дисковую емкость и здесь явно увеличивается.

С емкостью понятно. Но есть еще вопросы скорости, и направлений их решения два. Первое – большее распространение SSD как более скоростных дисков, особенно на транзакционных задачах. Использование твердотельных дисков требует и соответствующей адаптации прошивки RAID, в большинстве современных систем ведущих серверостроителей это сделано уже на уровне RAID-контроллеров в базовой комплектации. Явно использование SSD получило сегодня значительно большую поддержку. Но все же пока удельная стоимость хранения на них остается высокой, да и предельные объемы хранения тут меньше. Основной же принцип улучшения скоростных параметров работы дисковой подсистемы – это использование RAID-массива большей по числу дисков размерности (при том что надо еще обеспечить сохранность, а это, естественно, также достигается большим количеством дисков). Иначе говоря, спрос растет не только на суммарную емкость, но и на число накопителей в системе. И в рамках новых конструктивов производители все эти задачи решают. Мы впервые видим до 32 дисков формата 2,5 дюйма (SFF) в Tower (System x3500 M4) и регулярное включение по 24 SFF в Rack 2U у HP, Dell, Fujitsu, ETegro. (Кое-кто плюс к этому еще парочку винтов вворачивает внутрь корпуса.)

Надо отметить, что именно форм-фактор 2,5 дюйма становится основным для серверных жестких дисков. Времена 3,5 дюймов (LFF) уходят в прошлое. И причины не только в вышеописанных требованиях более широкого применения RAID и более плотной компоновке серверов, но и внутри самой индустрии производства жестких дисков. Размер в 2,5 дюйма стал стержневым направлением развития уже хотя бы в связи с тем, что это основной форм-фактор накопителей для ноутбуков. Это приводит к большей массовизации их выпуска и к стремлению вендоров сократить линии производства 3,5-дюймовых устройств – атрибута эры десктопов. Все разработки и инновации Seagate, WD и других вендоров большей частью ориентированы на пластины 2,5 дюйма, а то и меньшие. Такое «несправедливое» отношение к LFF стало особенно заметно сегодня, когда до рынка добралась жесткая рука дефицита HDD, возникшая из-за наводнения в Таиланде. 2,5-дюймовые диски еще как-то можно достать – все оставшиеся мощности были явно перенацелены на их выпуск и восстанавливаются в первую голову именно такие линии; c форматом же 3,5 дюйма дело совсем худо (что, к слову, сильно подкосило с начала этого года рынок десктопов).

Развитие всех этих процессов сходится и вовсе в интересной точке. Если посмотреть на модель IBM System x3650 M4, видно, что производитель предлагает опцию из аж 32 SSD дисков типоразмера 1,8 дюйма (мы назвали его UFF, просто чтобы как-то обозначить этот новый форм-фактор, пока еще не обретший стандартного наименования). На сегодня страшно представить себе как выходную производительность на чтение при OLTP-нагрузках, так и цену подобного решения, но, видимо, за подобными вариантами будущее. Если вспомнить, что именно такие накопители предпочтительны для ультрабуков и Windows-планшетов, оно представится не столь уж и фантастичным.

Подробнее см. статью « Ощущение качественного перехода», «Бестселлеры IT-рынка», №2’2012 г.

Ресурс BYTEmag.ru имеет эксклюзивное право на перепечатку данного материала. Републикация на других Интернет-ресурсах не разрешается.