Реферат: Серверы младшего уровня

В то время как уровень технического прогресса определяют самые совершенные и высокопроизводительные устройства, к которым приковано внимание прессы и энтузиастов, успехи рынка зачастую зависят вовсе не от них — им принадлежит лишь незначительная доля рынка, основную же прибыль компании-изготовители получают от массовых устройств, «рабочих лошадок» рынка информационных технологий. Это верно и для комплектующих изделий, таких, как ЦП, жесткие диски, системные платы, графические адаптеры, и для готовых устройств — ПК, ноутбуков и, конечно же, серверов.

Именно на серверы младшего уровня — к ним принято относить вычислительные системы с не более чем четырьмя процессорами — пришелся, по данным IDC, максимальный рост прибыли в 2004 г. (6%). Более того, рост продаж серверов младшего уровня позволил скомпенсировать падение доходов от продаж серверов среднего и старшего уровней, благодаря чему в целом серверный рынок продолжил в 2005 г. расти.

Не вызывает сомнений, что серверы младшего уровня продолжат отвоевывать позиции у своих «старших собратьев». Примечательно, что «наступление» ведется сразу на двух фронтах. Постоянный рост производительности комплектующих и в особенности появление двухъядерных ЦП приводят к замещению восьмипроцессорных конфигураций четырехпроцессорными. Позициям high-end-систем и суперкомпьютеров угрожают кластерные системы, создаваемые на базе обычных двух- и четырехпроцессорных серверов.

Таким образом, сложные многопроцессорные системы с коммутируемой архитектурой, скорее всего, будут в итоге вытеснены в область узкоспециальных решений, для которых важна максимальная удельная (в расчете на занимаемый системой объем) производительность.

Причины популярности серверов младшего уровня очевидны. Практически все они так или иначе связаны с тем, что архитектура одно-, двух- и четырехпроцессорных серверов очень близка к архитектуре обычных ПК. Благодаря этому происходит быстрая (и не слишком затратная для изготовителей) миграция новых технологий на традиционно консервативный серверный рынок. Именно в серверах младшего уровня нашли применение память DDR второго поколения и интерфейс PCI Express, полностью совместимые с набором инструкций 64-разрядных процессоров х86. Немалую роль играет и сравнительно низкая цена серверов младшего уровня: применяемые в них микросхемы системной логики сравнительно просты, и нередко это доработанные НМС для ПК, в последнее время все чаще в них устанавливают жесткие диски с «несерверным» интерфейсом Serial ATA, а более привычные для серверного рынка SCSI-диски используются тогда, когда необходимо обеспечить максимальную производительность или надежность дисковой подсистемы сервера.

Платформы

Серверы младшего уровня присутствуют в модельных рядах всех крупнейших изготовителей серверных решений: Dell, Fujitsu-Siemens, HP, IBM, Sun; однако па российском рынке с ними вполне успешно конкурируют отечественные компании. В то время как под перечисленными западными торговыми марками поставляются, как правило, оригинальные технические решения (т.е. компания изготавливает практически все узлы системы самостоятельно), российские производители серверов предпочитают создавать их па базе готовых платформ. Платформой принято называть сочетание корпуса и системной платы (иногда к ним добавляется блок питания, шасси для дисков с «горячей» заменой и другие элементы). Использование такой платформы имеет множество плюсов как с технической, так и с маркетинговой точки зрения.

Прежде всего, поставляя в комплекте и системную плату, и корпус сервера, изготовитель платформы получает большую свободу при проектировании и имеет возможность применить нестандартные компоновочные решения. Например, может быть оптимизирована с учетом точного расположения всех компонентов система охлаждения сервера — это позволяет создать более компактные серверы при неизменном качестве отвода тепла. Что касается маркетинговых преимуществ, то они очевидны: цена платформы будет ниже, чем стоимость купленных по отдельности системной платы и корпуса. Кроме того, использование стандартных платформ делает создание сервера столь же простым, как и сборка обычного ПК, что позволяет даже небольшим компаниям пополнить модельный ряд серверами младшего уровня.

Именно по этому пути идут многие российские компании — их модельные ряды фактически представляют собой аналог продуктового модельного ряда того или иного изготовителя платформ, выпущенный на рынок под собственной торговой маркой. В этих условиях большое значение имеет качество изготовления серверов, контроль совместимости комплектующих, наличие собственной тестовой базы и, разумеется, сервисной сети. Неудивительно, что лучшее качество готовы обеспечить те компании, которые давно присутствуют на рынке, не стоит удивляться и тому, что их модели в среднем дороже.

Учитывая сказанное выше об особенностях проектирования серверов, очевидно, что ведущие поставщики серверных платформ — это крупнейшие изготовители системных плат для серверов. Поэтому понятно, что наиболее заметную роль среди них играет компания Intel, активно развивающая это направление: именно благодаря усилиям этой компании серверы младшего уровня стали практически «коробочным» продуктом. Однако не слишком ей уступают и другие крупные изготовители, такие, как ASUSTeK Computer Inc., Supermicro и Tyan. Во-первых, эти компании могут предложить более широкий выбор наборов микросхем (впрочем, Intel тоже не всегда использует в серверных платформах НМС собственного производства, подробнее об этом ниже). Во-вторых — и это, пожалуй, главное — только их продукция подойдет тем, кто планирует построить сервер на базе процессоров Opterfen; компания Intel по понятным причинам платформы для этих ЦП не выпускает.

ASUSTeK Computer Inc.

В модельный ряд компании ASUSTeK Computer входят платформы для построения одно- и двухпроцессорных серверов, практически все они предназначены для Intel-систем. Так, например, серия AP1600R, состоящая из трех модификаций, представляет собой платформы для двухпроцессорных Xeon-машин с корпусами формата 1U, устанавливаемых в стандартную 19-дюйм стойку. Самая мощная модификация, AP1600R-E2(CS3), построена на НМС с набором микросхем Intel E7520, двумя гигабитными Ethernet-контроллерами, дисковыми интерфейсами Serial ATA и SCSI и позволяет довести объем ОЗУ до 16 Гбайт.

Похожие характеристики у модели AP2400R-E2, также оснащенной системной платой с НМС Е7520, однако она отличается более мощной дисковой подсистемой — разработчики отказались от Serial ATA в пользу SCSI — AP2400R-E2 позволяет использовать до восьми SCSI-дисков с возможностью «горячей» замены. Высота корпуса модели 2U.

Присутствует в модельном ряду фирмы и модель для процессоров Opteron — TW510-E2. Системная плата, используемая в этой платформе, оснащена НМС NVIDIA nForce Professional и позволяет установить до двух процессоров Opteron. Максимальный объем ОЗУ 12 Гбайт (на плате размещено шесть гнезд). Предусмотрены интерфейсы PCI Express xl6 и xl, возможность установки до четырех Serial АТА-дисков с «горячей» заменой. Большой корпус формата 5U может быть установлен в стандартную 19-дюйм стойку или вертикально, как «башня».

Intel

Основа модельного ряда компании Intel — платформы для двух- и четырехпроцессорных серверов с ЦП Xeon, оснащенные набором микросхем Е7520. Предусмотрены как компактные модели формата 1U или 2U (серии SR1400 и SR2400), так и большие серверы (серия SC5300) формата 5U, которые также можно устанавливать вертикально. Эти модели предназначены дли создания двухпроцессорных серверов, имеют полный набор интерфейсов для плат расшир&ния PCI Express (исключение SR2400), РСГХ и два гигабитных сетевых контроллера. К услугам заказчиков серверов на базе платформ SR1400 — дисковые интерфейсы Serial ATA или SCSI, у старших моделей предусмотрен только SCSI — до 10 дисков у SC5300.

Примечательно, что в модельном ряду Intel присутствуют платформы, системные платы которых оснащены наборами микросхем других изготовителей. Все они четырехпроцессорные — это связано с тем, что до недавнего времени у компании не было собственного НМС для создания четырехпроцессорных Xeon-систем. Поэтому в таких платформах применялись НМС Server-Works GC-HE (модели SPSH4 и SRSH4). Максимальный объем ОЗУ у этих моделей 24 Гбайт.

В настоящее время они сходят со сцены — их призваны заменить платформы на базе собственного НМС Е8500 (SR4850HW4 и SR6850HW4). Они предоставляют такие преимущества, как более совершенная система ввода-вывода, в том числе контроллер PCI Express с возможностью «горячей» замены плат расширения два встроенных гигабитных сетевых контроллеров. Большое значение имеет и увеличившийся до 64 Гбайт объем ОЗУ.

MSI

Модельный ряд серверных платформ MSI состоит из четырех серий: платформы для двухпроцессорных Xeon-серверов высотой 1U и 2U (Х2-100 и Х2-200), двухпроцессорных Opteron-серверов (К1-1000) и ультракомпактные однопроцессорные модели (Р1-100).

Необычной и потому интересной представляется модель Р1-104А2М, оснащенная системной платой с набором микросхем Intel 915 и процессорным гнездом для Pentium M. Процессор, разработанный для портативных ПК, обладает, по мнению инженеров MSI, достаточной производительностью для решения большинства возлагаемых на серверы младшего уровня задач. При этом он имеет такие преимущества, как невысокое энергопотребление и тепловыделение, что позволило создать чрезвычайно компактное устройство. Платформа с тремя встроенными Ethernet-контроллерами, двумя каналами Serial ATA, позволяющая установить два гигабайтных модуля DDR2-533, имеет высоту 1U и устанавливается в 19-дюйм стойку.

Модели серии Х2-100 оснащаются системными платами с набором микросхем Е7520/Е7320, двумя-тремя дисками с интерфейсом Serial ATA или SCSI и возможностью «горячей» замены. У моделей серии Х2-200 количество жестких дисков увеличено до шести —восьми.

Системные платы Opteron-платформ MSI оснащены НМС AMD-8000, двумя встроенными гигабитными сетевыми контроллерами. Дисковая подсистема может содержать два диска с интерфейсом SCSI или Serial ATA: в обоих случаях платформа обеспечивает возможность «горячей» замены носителей. Серверы серии К1-1000 имеют высоту 1U.

Supermicro

Компания Supermicro хорошо известна на серверном рынке как один из крупнейших изготовителей системных плат и поставщик готовых серверов. Однако, если в модельном ряду серверов десятки моделей, то серверных платформ в арсенале компании всего четыре. Все они предназначены для создания двухпроцессорных серверов на базе процессоров Xeon, имеют высоту 1U и устанавливаются в стандартную 19-дюйм стойку.

Две младшие модели серии SB-613 оснащены системными платами с набором микросхем Intel E7501, у них только 32-бит интерфейс PCI (PCI-X не предусмотрен) и параллельный АТА. Более мощные SB-614 построены на системных платах с НМС Е7320 и имеют более мощную конфигурацию: гнезда для плат с 64-бит интерфейсом PCI-X, дисковые интерфейсы Serial ATA и Ultra320 SCSI.

Туan

В модельном ряду компании Tyan преобладают платформы для процессоров Opteron, причем предусмотрены модификации всех уровнен — от двух до восьми процессоров. Примечательно, что при этом размеры платформ сравнительно невелики — лишь восьмипроцессорная платформа VX50 имеет размер 5U, высота всех остальных моделей Tyan 2U или меньше. Предусмотрены и ультракомпактные модели GS10 и GS12, предназначенные для создания однопроцессорных Intel-серверов. Они построены на базе системных плат с НМС для настольных ПК (Intel 845 и 875).

Большая часть Opteron-платформ Tyan выполнена на базе системных плат с НМС AMD-8000, исключение — модель GT24, предназначенная для создания графических станций или кластеров. Она оснащена НМС NVIDIA nForce Professional, предусмотрены два независимых гнезда PCI Express xl6. Дисковая подсистема может иметь до четырех Serial АТА-дисков с возможностью «горячей» замены.

Платформа для серверов на ЦП Xeon в модельном ряду компании лишь одна — модель GT20 для двухпроцессорных систем. Ее системная плата оборудована НМС Е7320, максимальный объем ОЗУ 16 Гбайт, предусмотрены два гигабитных Ethernet-контроллера, четыре канала Serial ATA с возможностью «горячей» замены дисков. Создание компактных систем — сильная сторона Tyan, и модель GT20 не стала исключением: она устанавливается в стандартную 19-дюйм стойку, а ее высота составляет всего 1U.

Оригинальные серверы иностранных компаний

Крупнейшие иностранные изготовители серверов, как правило, не используют платформы при создании серверов: их модельные ряды начали формироваться еще в 1980-90 гг., и в большинстве случаев они до сих пор разрабатывают дизайн серверов младшего уровня самостоятельно. Огромный опыт проектирования серверных систем и фирменные технологии позволяют этим компаниям создать гораздо более совершенные устройства в сравнении с моделями, построенными на базе готовых платформ. Однако они заметно дороже.

В настоящее время многие крупные компании признают, что испытывают серьезное давление со стороны изготовителей недорогих серверов, использующих готовые платформы, — все чаще им отдают предпочтение из-за невысокой цены. Однако снижение стоимости потребовало бы отказаться от многих оригинальных технологий и аппаратных решений, т. е. главного преимущества фирменных разработок.

К преимуществам фирменных серверов следует отнести расширенные возможности мониторинга и управления серверами, технологии RAS (Reliability, Availability, Serviceability — надежность, готовность, простота обслуживания). Нередко в серверах младшего уровня изготовители применяют технологии, унаследованные от высокопроизводительных устройств.

Кроме того, необходимо отметить, что компании HP, 1ВА и Sun имеют собственные ЦП с архитектурой RISC (подробнее о них рассказано в разделе «Процессоры»), которые также находят применение в серверах, формально относящихся к младшему уровню (не более четырех процессоров). Однако позиционирование таких моделей заметно отличается от позиционирования серверов младшего уровня со стандартной архитектурой х86 — они работают под управлением UNIX-систем (нередко собственной разработки), удовлетворяют более высоким требованиям по надежности и должны быть отнесены, скорее, к серверам среднего уровня.

HP

Совсем недавно марка Proliant, под которой компания HP поставляет серверы со стандартной архитектурой, отпраздновала юбилей — за всю историю этой марки (необходимо отметить, что серверное направление Proliant HP унаследовала от Compaq) на рынок было поставлено 10 млн. серверов.

В семейство Proliant входят две серии — ML (Maximum Expansion) и DL (Density Line), ориентированные на создание максимально расширяемых серверов и систем с максимальной плотностью. Серверы серии DL выполняются только в стоечных корпусах, модели ML могут также устанавливаться в стойку, но предусмотрена и возможность их использования отдельно от стоечной инфраструктуры с вертикальной установкой корпуса («башня»).

Все серверы Proliant строятся на оригинальных НМС — в них предусмотрены аппаратные контроллеры для мониторинга и управления. Поставляемый в настоящее время в Россию модельный ряд не отличается от поставляемого в Европу или США: еще недавно это было не так, что создавало определенные сложности с сервисным обслуживанием.

В модельный ряд Proliant входят модели как на базе ЦП Intel, так и на процессорах AMD — модели с Opteron легко отличить по последней цифре 5 в трехзначном индексе. Первая цифра в этом индексе обозначает класс сервера: серия 300 — это самые простые серверы с числом ЦП до двух, 500 — средний уровень, число процессоров может достигать четырех, 700-е модели — серверы с максимальными возможностями и производительностью, вплоть до восьмипроцессорных.

Системные платы серверов Proliant строятся на базе самых разных наборов микросхем — в Opteron-системах, как правило, применяется НМС AMD-8000, а в Xeon-серверах наборы Intel E7520, Е8500, ServerWorks GC-HE и фирменный набор микросхем для Xeon — HP F8.

В серверах 500-й и 700-й серий в дополнение к средствам дистанционного мониторинга и управления реализованы технологии AMP (Advanced Memory Protect, усовершенствованная защита памяти): резервирование банка памяти, зеркалирование памяти и даже возможность создания аналога RAID с «горячей» заменой модулей.

IBM

Серверы стандартной архитектуры компании IBM поставляются под маркой eServer xSeries. Семейство xSeries состоит из двух серий — 300-й и 200-й, в которые входят соответственно модели для установки в 19-дюйм стойку и в корпуса типа «башня». Все серверы xSeries оснащаются процессорами Intel Pentium 4 и Хеоn.

Однопроцессорные модели х206 и х306 поставляются с ЦП Pentium 4 и двумя жесткими дисками Serial ATA. Стоечный сервер имеет высоту 1U и развитые средства диагностики и контроля. Среди них IBM Remote Supervisor Adapter II, который позволяет дистанционно управлять сервером (даже если он выключен) с помощью графического интерфейса Alert Standard Format 2.0 (ASF), используемого для отправки по локальной сети сообщений администратору о состоянии сервера, и IBM Director, обеспечивающего групповое управление серверами. Необходимо отметить, что конструкция сервера предусматривает быстрый доступ к его»компонентам (чтобы открыть корпус, не нужны никакие инструменты).

Двухпроцессорные модели х336, х346, х226 и х236 построены на базе центральных процессоров Xeon. Они соответствуют требованиям фирменной спецификации XDA (Xtended Design Architecture, усовершенствованная архитектура) и в дополнение к перечисленным выше технологиям предлагают такие возможности, как CVC (Calibrated Vectored Cooling, направленное охлаждение), встроенный контроллер Remote Supervisor Adapter (RSA) II (обеспечивает широкие возможности удаленного управления и мониторинга).

Кроме того, все XDA-серверы оснащаются выдвижной диагностической панелью Light Path Diagnostic. Предусмотрена возможность «горячей» замены блоков питания и вентиляторов.

Самые мощные четырехпроцессорные Xeon-серверы — модели х255, х366 и х460 — построены на базе фирменных наборов микросхем ХА-32. Эти серверы призваны обеспечить максимальную надежность и предусматривают применение таких технологий, как зер-калирование памяти, chipkill (динамическое выявление и локализация сбоев ОЗУ).

Sun

Серверы младшего уровня компания Sun поставляет под маркой SunFire. В серию входят два семейства: на базе ЦП AMD Opteron и фирменных RISC-процессоров SPARC. В настоящее время в модельном ряду компании две модели с процессорами Opteron — двухпроцессорная v20 и четырехпроцессорная v40.

Двухпроцессорный v20 предназначен для монтажа в 19-дюйм стойку, его высота 1U. Он оснащен набором микросхем AMD-8000, двумя гигабитными сетевыми контроллерами и позволяет установить до двух дисков с интерфейсом SCSI. Максимальный объем ОЗУ 16 Гбайт.

Четырехпроцессорный v40 также построен на AMD-8000. Максимальный объем оперативной памяти 32 Гбайт, предусмотрены посадочные места для шести SCSI-дисков, два 1-Гбит/с и один выделенный (для управления и мониторинга) 100-Мбит/с Ethernet-адаптер. Обе модели оснащены средствами Lights-Out Management и удаленного администрирования.

В скором времени компания Sun планирует обновить модельный ряд серверов младшего уровня, дополнив его новыми Opteron-системами с количеством ЦП до восьми. Новые серверы будут комплектоваться жесткими дисками Serial ATA и Serial Attached SCSI, a также интерфейсом PCI Express. Однако более подробной информации об этих моделях пока нет.

Блэйд-серверы

Сравнительно недавно (по меркам серверного рынка) появившиеся блэйд-серверы в настоящее время считаются многими изготовителями наиболее перспективной архитектурой. Напомним, что блэйд-серверы (так называемые серверы-лезвия) — это одноплатные серверы, устанавливаемые вертикально в общее шасси. Преимуществом такого подхода следует считать не только уникально высокую плотность вычислительных ресурсов и масштабируемость, но и унификацию питания, охлаждения и коммутации для всех лезвий внутри шасси.

Серьезным препятствием на пути развития блэйд-серверов стало отсутствие единого устоявшегося стандарта — многие крупные изготовители имеют в своих модельных рядах серверы лезвия, однако практически все они несовместимы между собой, так как изготовители каждый по-своему решали задачи проектирования шасси, разъемов питания и т. п.

Впрочем, ситуация нормализуется, скорее всего, уже в обозримом будущем. Компания Intel совместно с крупнейшим поставщиком серверов компанией IBM анонсировала инициативу BOS (Blade Open Specification, открытая спецификация блэйд-серверов) — компании открыли для свободного использования полное техническое описание блэйд-платформы IBM (требованиям BOS уже соответствуют блэйд-системы Intel, поставляемые на рынок OEM).

Не вызывает сомнений, что открывшимися возможностями воспользуются практически все изготовители серверных платформ и через некоторое время BOS станет на рынке стандартом де-факто. Однако пока сложно предсказать действия других компаний, имеющих собственные стандарты построения блэйд-систем.

Список литературы

Журнал Upgrade4_08_05