Serwery w kartridżach – HP Moonshot System

Mówi się, że na rynku produktów datacenter mamy zatrzęsienie rozwiązań serwerowych wyczerpujących wszystkie, nawet te najbardziej wyuzdane potrzeby klientów. Przyglądając się jednak rozwiązaniom każdego z producentów osobno można dojść do wniosku, że proponowane przez nich serwery składają się dokładnie z tego samego… w gruncie rzeczy nie ma się czemu dziwić, gdyż większość komponentów wyszła z „kuźni” jednej firmy, jest oparta jest na pewnym standardzie związanym z modelem procesora, mostka, czy chipsetu i w najlepszym przypadku różnią się one od siebie kolorem laminatu. Rozwiązania serwerowe upodobniają się coraz bardziej w warstwie sprzętowej, a ich wartość definiuje coraz częściej oprogramowanie.

moonshot_1

Warto sobie jednak zadać pytanie czy aby na pewno wszystko w kwestiach sprzętowych zostało już powiedziane i czy jesteśmy skazani na bezrefleksyjne kopiowanie jedynego słusznego modelu datacenter? Wydaje się, że ostateczną odpowiedź na to pytanie przyniosą kumulujące się trendy Cloud Computingu i Big Data. To właśnie przez ich pryzmat widać, że największe limity wynikają z ograniczeń sprzętu, który projektowano do zupełnie innych zastosowań. Aktualnie dostępne platformy sprzętowe charakteryzują się coraz większą elastycznością, jednak wciąż daleko im do takiego poziomu skalowalności, który umożliwia oprogramowanie. Odpowiedzią na potrzeby wynikające z nowych trendów w IT jest HP Moonshot System. Rozwiązanie to ma na za zadanie pogodzenie świata oprogramowania i sprzętu.

moonshot_2

ARCHITEKTURA

HP Moonshot System składa się z dwóch głównych elementów – HP Moonshot 1500 System chassis i serwerów HP ProLiant Moonshot Server. Pierwszy element jest podobny do obudowy blade – ma formę szuflady o wysokości 4,3U (7,5 cala) i oferuje miejsce na 45 zupełnie niezależnych hot-plugowych serwerów ProLiant. Obudowa odpowiedzialna jest za dystrybucję zasilania, chłodzenia i zarzadzania do serwerów umieszczonych w… kartridżach. Już za samą nazwę producentowi należą się duże brawa! Dodatkową rolą obudowy jest dostarczenie do serwerów trzech zupełnie niezależnych systemów komunikacyjnych, tzw. fabric – ethernet switch fabric, storage fabric i cluster fabric.

moonshot_9

 

ETHERNET SWITCH FABRIC

Dostęp do sieci Ethernet jest realizowany poprzez dwa modułowe przełączniki sieciowe (6×10Gb SFP Uplink każdy). Mogą być one skonfigurowane nadmiarowo, lub wydajnościowo w celu zwiększenia przepustowości. Sieć bazuje na modelu Radial Fabric (Rys. 1). Każdy kartridż ma dostęp do obu przełączników poprzez maksymalnie osiem linków 1Gb, cztery na każdy przełącznik, dodatkowo również ma możliwość komunikacji z innymi serwerami znajdującymi się w obudowie.

Rysunek 1 Radial Fabric obsługuje cały ruch Ethernet, zarówno wewnętrzny – pomiędzy serwerami, jak i wychodzący na zewnątrz. Wyjątkiem jest zarządzanie, oparte na dedykowanych interfejsach iLO.

Radial Fabric obsługuje cały ruch Ethernet, zarówno wewnętrzny – pomiędzy serwerami, jak i wychodzący na zewnątrz. Wyjątkiem jest zarządzanie, oparte na dedykowanych interfejsach iLO.
Radial Fabric obsługuje cały ruch Ethernet, zarówno wewnętrzny – pomiędzy serwerami, jak i wychodzący na zewnątrz. Wyjątkiem jest zarządzanie, oparte na dedykowanych interfejsach iLO.

STORAGE FABRIC

Każdy serwer ma dostęp do czterech interfejsów SAS lub SATA nazywanych storage fabric. Umożliwiają one współdzielenie jednego dysku twardego przez wiele serwerów. Możemy z niego botować, składować na nim logi, czy też wykorzystywać go jako ultraszybki cache (SSD). Funkcjonalność taka jest możliwa do osiągnięcia dzięki zastosowaniu HP Smart Storage firmware. Niezaprzeczalnym atutem tego rozwiązania jest możliwość uzyskania dowolnej konfiguracji pamięci masowej oraz tworzenia nadmiarowych dysków, dostępnych poprzez wiele ścieżek. Dostajemy możliwość tworzenia w pełni definiowalnej siatki storagowej o wielkości 3×3 serwery . (Rys. 2) Rozwiązanie to wydaje się bardzo ciekawe, szczególnie w aspekcie nadchodzących wielkimi krokami tematów typu Big Data, rozproszone systemy plików, Apache Hadoop czy HDFS.

Moonshot System Storage Fabric wykorzystuje dostępne w obudowie połączenia by rozciągnąć sieć storage na siatkę o wielkości 3x3 serwerów.
Moonshot System Storage Fabric wykorzystuje dostępne w obudowie połączenia by rozciągnąć sieć storage na siatkę o wielkości 3×3 serwerów.

CLUSTER FABRIC

Elementem odróżniającym HP Moonshot 1500 System chassis od obudów blade jest cluster fabric. Posiada on topologię w kształcie torusa (2D Torus Mesh Fabric), w którym grupy trzech serwerów połączone są w niezależne pierścienie północ-południe, oraz trzy grupy serwerów: 18 kartridży po jednej stronie switcha, 9 pomiędzy switchami i ponownie 18 kartridży przy drugim switchu połączone są magistralą wschód-zachód. (Rys. 4) Daje to możliwość skonfigurowania czterech dwukierunkowych wysokowydajnych magistrali sprzętowych i dodatkowych szesnastu interfejsów, w które można „zapakować” protokoły takie jak PCI-E, Ethernet, SAS, itd. To jak ostatecznie będzie zrealizowana komunikacja zależeć będzie jedynie od naszej wyobraźni oraz możliwość, jakie dadzą nam producenci serwerów…

Cluster Fabric posiada topologię w kształcie torusa 2D.
Cluster Fabric posiada topologię w kształcie torusa 2D.

HP ProLiant Moonshot Server

Trzeba zaznaczyć, że HP Moonshot System jest platformą otwartą – HP buduje ją w koalicji z ponad 25 firmami – zarówno sprzętowymi (tzw. silicon), jak i dostawcami oprogramowania. Na razie mamy co prawda do dyspozycji tylko jeden typ serwera, oparty na dwurdzeniowych, 64-bitowych procesorach Intel Atom S1260 i pojedynczych dyskach twardych, ale HP zapowiada wprowadzenie bardziej zróżnicowanych maszyn do końca tego roku. Specyfikację HP ProLiant Moonshot Server zamieszczono w tabelce poniżej:

moonshot_6

 Procesor 

 Intel Atom S1260 (2GHz, 1MB, 2C, 4T, 64 Bit, VT-x)

 Pamięć

 8 GB DDR3 ECC 1333 MHz

 Sieć

 Zintegrowany dwuportowa karta sieciowa 1Gb (Broadcom 5720 NIC)

 Pamięć masowa

 500 GB / 1 TB HDD lub 200GB SSD,
nie – hot-plug, SFF

 Systemy operacyjne

 Ubuntu 12.04, Red Hat Ent Linux 6.4, SUSE Linux Ent Server 11 SP2

Poniżej również mały rzut oka na architekturę samego kartridża:

moonshot_7

ENERGIA I UPAKOWANIE

HP szacuje, że cały system HP Moonshot, wypełniony całkowicie kartridżami będzie konsumował około 850 W mocy. Przy założeniu, że zbudujemy system składający się z kartridży wyposażonych w procesor Atom S1260, 8GB RAM i 1TB z 4,3U uzyskamy następujące parametry:

  • • 90 GHz, 90 rdzeni i 180 wątków
  • • 360 GB RAM
  • • 45 TB pojemności dyskowej

Pojedynczy wątek będzie zatem konsumował 4,7 W energii, a w jednym U mieści się 20,93 GHz, 20,93 rdzeni, 41,86 wątków, 84 GB RAM i 10,46 TB. Już sam współczynnik upakowania jest więc dosyć duży, a niski poziom zużywanej energii (197,67 W na 1U) bije na głowę inne rozwiązania. Jedynym mankamentem jest stosunkowo mała ilość pamięci RAM w kartridżu, jednak przy systemach gridowych problem ten można rozwiązać poprzez równomierne rozłożenie obciążenia.

moonshot_8

Powyższe wyliczenie tyczy się jednego typu serwerów z rodziny Moonshot. HP już dziś zapowiada rozszerzanie wachlarza produktów z tej rodziny. Mają się pojawić kartridże stricte obliczeniowe, wyposażone w cztery procesory, dyskowe – 4 dyski twarde, moduły pamięci do szybkiego cache, itp. Najciekawsze jest jednak, jak już wcześniej wspomnieliśmy, to, że HP zaprasza do współpracy różne firmy, oraz rozważa architektury inne niż Intel. Na koniec 2013 roku zapowiedziane są koleje serwery wyposażone w procesory – AMD, Applied Micro, Calxeda, Texas Instruments i ARM.

Artykuł opublikowany w magazynie IT Professional.

About the author

Bloger i niezależny konsultant z wieloletnim doświadczeniem w branży IT. Specjalizujący się w wirtualizacji i cloud computingu. Posiada tytuły MCP, MCTS, VCP oraz VMware vExpert.

Leave a Reply