最新のHPCテクノロジーの課題
HPC-ハイパフォーマンスコンピューティング-主に科学、防衛、そして最近ではクラウドサービスの提供、およびそれらのWeb 2.0でのニーズのために主に設計されたハイパフォーマンスコンピューティング。 通常、マルチノードクラスターの形式でのコンピューター（サーバー）インストールに基づきます。 デルは、お客様との緊密なコラボレーションにより、HPC用のソリューションを長年にわたって成功裏に開発し、数千のターンキーデータセンターを装備した経験があります。
もちろん、今日のデータセンターの設計者、建設業者、保守スタッフにすべての困難を伝えることはできませんが、サーバーアーキテクチャの再フォーマットと、この市場でのARMプロセッサのすぐに攻撃につながるものに触れます。 x86とARMの2つのプロセッサアーキテクチャの開発の歴史を簡単に思い出し、以前の資料でさまざまな観点から相互に比較しました 。 本日は、Dellが有望な開発でARMに依存しただけでなく、Intelでも生産に戻った理由を理解しようとします。
たくさん-それは本当にたくさんです！
サーバーとは何ですか？ 彼らが言うように、必要なことは強調します。
隅にモニターのないほこりだらけの箱、箱が散らばっていて、すべてがライトで点滅し、時には毛むくじゃらの学生がセーターを着て彼のところに来ますか？ これらのボックスのいくつか：これをどうにか整理する時間でしょうか？ 負傷した水牛のように定期的に叫ぶ、平らな引き出しを備えた奇妙なキャビネット？ さて、最後に、この経済はすべて別の部屋に移り、恒久的なシステム管理者が巻き上げられました。
これはすべてバックオフィスと呼ばれます 。 主な事業がITに関連していないIT企業の日々のニーズを満たす。 一般に、新しいサーバーのパフォーマンスは3〜5年で十分であり、ダミーやヒーターを背景にしたエネルギー消費はそれほど顕著ではなく、経済全体はモップ、バケツ、シャベルほどスペースを占有しません。
また、通常、適切な開発計画とコンポーネントの有能な更新により、面積、エネルギー消費、または小規模または中規模の組織の1年間の静かで効率的な作業のコストの面であまり成長しないはずです。 そして、大きなものでは通常、特別な問題はありません。
ITサービスが企業の収益源である場合とはまったく異なります。 現代の業界の巨人には、何万ものサーバーが配置されているいくつかのサイトが含まれており、コンピューティング能力において政府、軍隊、および科学のクラスターを大きく後回しにしています。 これが大げさなように思える場合、ここに、ITの巨人世界のいくつかの著名な代表者がいます。これらは、目に見えるすべての関心のために現代のインターネットを構成しています：Amazon、Apple、eBay、Google、Facebook、Microsoft、Mail.ru、Yahoo、Vkontakte
土地と建物にはお金がかかるため、このような経済はできるだけコンパクトに配置することが望まれます。 また、スタッフは、自転車、1ヘクタールの広場などを歩き回るよりも、ラックの間を歩く方が良いでしょう。 コンパクトなエリアでの通信、放熱、および電源の長さも、よりシンプルで安価です。 したがって、各サーバーラックには、できるだけ多くの生産能力を配置する必要があります。 これらの容量は、古典的な意味で常に計算的ではありません。 現在ではペタバイト単位のディスク容量になっていますが、これは今日議論されているトピックではありません。 Webアプリケーション、特にクラウドストレージの場合、非常に多くの場合、個別の物理サーバーの大規模なアレイが必要になりますが、これにはコンピューティングタスクが常に完全にロードされるわけではありません。
1台のサーバーで消費される1ワットがキロワットに変わるため、エネルギーを非常に厳密に節約することを強くお勧めします。 さらに、プロセッサ、ディスクコントローラ、およびこれらのワットを消費するハードドライブ自体も、エネルギー保存の法則に従ってそれらを熱の形で放散します。 熱は最初にその形成場所から、次にケースとキャビネットから、次に部屋から除去する必要があります。 これは、非常に具体的なオーバーヘッドをもたらします。 同じ電気機器-ファンとエアコンを使用して実施。 一般に、アナリストによると、数年でデータセンターは世界の電力の最大7％を消費する可能性があります。
設備の取得とメンテナンスおよびサポートの両方で、投資の有効性が大きな役割を果たします。 よく知られているTCO用語- 総所有コスト 、総所有コスト -に加えて、データセンターの設計で他の指標（「ワットあたりの電力の計算」、「スタンバイモードでの総消費電力」、「負荷時の総消費電力」）が広く使用されるようになりました。
ビジネス言語では、データセンターを構築した後、データセンターの維持コストの非常に大きな割合が電気代にかかっています。 これらのコストの最適化は大歓迎です。 企業の収益性の向上に直接つながります。
プロセッサーは、コンピューターの心臓部です。
スタンバイモードでは2〜5ワット、最大負荷モードでは10〜20ワットの消費電力の違いがあるように見えますが、これはそれほどではありません。 これは、特に低コストサーバーに位置するx86アーキテクチャに基づいて、ARMとAtomがどのように異なるかです。 ただし、新しいSoCでは、ARMコア、ネットワークコントローラー、およびSATAコントローラーに基づいたチップ上のシステムが既に統合されており、チップ外での実装によりエネルギー消費が増加することを考慮する必要があります。
さらに、完全なシステムを構築するために必要なほとんどの機能が1つの結晶に集中しているため、このシステムの寸法が大幅に縮小されます。 デスクトップコンピューターにのみ特徴的なタスクを解決するためのシングルチップ上の完全に機能するコンピューターが、フラッシュドライブよりもわずかに大きいサイズで利用できるようになりました。 それにもかかわらず、彼らはインターネットリソースの視聴、ネットワークを介したコミュニケーション、少なくともビデオモードでのテキストによるコミュニケーション、そしてネットワークを介した音楽や映画の再生を提供することができます-Opheliaプロジェクトについて聞いたことはありますか？ 従来のラック内のこのような赤ちゃんの配列のサーバーシャーシ内の配置を適切に最適化することにより、多数の独立したマシンを集中させることができます。
はい。特定のタスクにはIntel Xeonが不可欠ですが、アナリストによると、サーバータスクの約3分の2について、大規模なコンピューティングパワーに対する一定の高い要件が一般的です。 残りの3分の1は、「準備」という言葉で特徴付けられます。 つまり 技術者はほとんどの時間をスタンバイモードで過ごしますが、アクティブ状態から削除することもできません。 バランシング、仮想化、および分散コンピューティングは、問題の解決には役立ちますが、完全には解決しません。 簡単に言えば、市場にはコンパクトでエネルギー効率の高い経済的なサーバーが必要です。
そのため、一部のビジネスタスクでは、ラックを従来のXeonベースのブレードに置き換え、小さなARMベースのサーバーを備えた同じラックに置き換える機能は非常に魅力的です。 物理マシンの数が増えると、そのようなラックのエネルギー効率ははるかに高くなり、アイドル時の総エネルギー消費量も少なくなります。 結論はある程度予測可能です。
デルは新たな課題に備えています
デルは、5年前に、VIA Nanoプロセッサ上に構築された正式にXS11-VX8であるFortunaプロジェクトが開始されたときに、上記の問題に細心の注意を払いました。 当時は、可能な限り経済的で、スタンバイモードで15ワット、最大負荷で最大30ワットを消費していました。 42インチラックは、3.5インチハードドライブのサイズのサーバーを最大256台収容できます。 デルは、ラック、通信、冷却、電源システムなど、赤ちゃんのための完全なエコシステムを作成しました。
2012年5月、デルは、一般的なニーズと高性能なインストールの両方のために設計されたサーバーでARMプロセッサを使用するためのエコシステムを作成することを目的とした銅プロジェクトを開始しました。 開発者はサーバーに直接アクセスできませんが、Dellデータセンターにある機器へのリモートアクセスを介してアプリケーションのテストを申請できます。 さらに、内部テストは2010年に開始され、技術の市場投入を開始するのに十分なほど成功しました。 ソフトウェア開発者は、LinuxファミリーのOSを実行している実際のARMサーバーで製品をテストできるため、市場に参入したときに、幅広いユーザーへの販売に適した既製のデバッグ製品を入手できます。
同じ年の10月に、Apache Software Foundationのサポートにより、このWebサーバー用に開発され、移植されたWebアプリケーションをテストするために設計された共同亜鉛プロジェクトが Dellと開始されました。 また、開発者はリモートで、このケースではARMプロセッサで実行される最も一般的なWebサーバーのプログラムをテストできます。
開発者がソフトウェアをテストしている間、デルはさまざまな負荷パターンで新しいサーバーをテストし、スケーラビリティをチェックし、ボトルネックを拡大し、新しいプラットフォームのミドルウェアを改良する絶好の機会を持っています。 これらすべてが、顧客向けのターンキーソリューションを開発する準備が整った完全なエコシステムの作成につながります。
すぐに！
次の記事では、すべての市場参加者が、ARMアーキテクチャプロセッサが高性能コンピューティングのサーバーセグメントに参入する準備がほぼ整っていることを説得力をもって示すいくつかのニュースを検討します。 デルは、いつものように、ハイテク開発の最前線にいます。2014年には、注文可能な実際の製品に関するニュースを既に待っています。