Товарное предложение на рынке skinless-серверов

Дмитрий Шульгин, старший эксперт ITResearch

На рынке серверов для крупных дата-центров происходят революционные изменения. Безусловно, они являются ответом на вызовы времени, такие, как развертывание облачных сред, виртуализация, критическое увеличение объемов обрабатываемых данных. Кроме привычных требований к производительности, емкости хранения и ширине полосы пропускания подсети в ЦОДе, ключевым фактором становится возможность быстрого масштабирования и реконфигурирования аппаратных серверов и систем хранения под изменяющиеся нагрузки. Причем запросы приходят с абсолютно разных направлений. Другое требование, в общем-то, не новое, — это увеличение плотности компоновки инфраструктуры. Ну и, конечно же, необходимости минимизации операционных затрат никто не отменял. Равно как и закупочной стоимости.

Индустрия стала искать модульные решения, позволяющие гибко компоновать сколь угодно крупные серверные пулы из однотипных, относительно недорогих узлов. Вроде бы таковыми стали blade-серверы. Но у классических лезвийных решений есть и своя специфика, и свои ограничения.

И вот на рынке стали появляться первые skinless-серверы — бескорпусные решения. Или, как их еще называют, системы кассетной компоновки. По сути, они остались вполне привычными стандартными серверами, взяв от blade-решений принцип установки нескольких модулей в единое шасси с обобщенными блоками питания и вентиляторами. При этом у каждого сервера остались свои порты подключения к ЛВС, свой канал управления, зачастую имеется свое, относительно объемное дисковое пространство, слоты для карт расширения. Объединительной платы, как в случае с blade-решениями, здесь нет.

Самая главная особенность skinless-архитектуры — уникальная расширяемость. Они обычно имеют возможность горячего подключения. Системы сверхбыстрого развертывания — это про них.

Во-вторых, они, как правило, обладают двойной плотностью компоновки — на 1U в стойке здесь приходится в два раза больше процессорных ядер, чем в случае с обычными серверами. Наконец, бескорпусные решения позволяют значительно снизить энергозатраты за счет использования объединенных подсистем питания и охлаждения. Плюс ко всему, сами модули относительно дешевы.

Со временем определилось два основных типа систем кассетной компоновки. Базовое различие здесь состоит в подходе к организации дискового пространства. Первый вариант — очевидный: каждый модуль имеет свой набор накопителей. Во втором случае отсеки для накопителей встраиваются в шасси, и общий дисковый пул разделяется между модулями.

Системы первого типа имеют несколько вариантов модулей с разными свойствами. К таковым относятся HP ProLiant SL6500, IBM NeXtScale, Dell PowerEdge C8000. В этих решениях имеются три варианта серверов, и каждый является ответом на требования различных приложений к соотношению вычислительной мощности и емкости дискового пула. Стандартные счетные задачи, например поддержка web-ресурсов, может осуществляться на стандартных модулях с двумя внутренними накопителями.

В случае задач, требующих большей внутренней емкости при относительно меньшей вычислительной нагрузке, в шасси устанавливаются модули большего размера c дополнительными внутренними отсеками под накопители, скажем HP SL250s или Dell С8220X. У Dell также имеется специальный разделяемый модуль СХД под C8000.

А на случай задач типа научных расчетов предлагаются модули HP SL270 SE или вариант Dell C8220X с возможностями установки GPU уровня nVidia Tesla или математических сопроцессоров Intel Xeon Phi.

У IBM все похоже, только эта компания предпочитает использовать с едиными сервером nx360 специальные модули расширения Expanition Tray размерностью в один слот с HDD или слотами PCIe соответственно.

Подобный тройственный подход применим и к задачам больших данных, но для реально крупных наборов накопителей конструктивно он, конечно, решается по-иному. Речь идет о системе HP ProLiant SL4500. Здесь в конструктив 4,3U можно установить либо один серверный модуль и общий пул накопителей к нему на 60 HDD, и тогда получается универсальная система хранения, либо два модуля под задачи, требующие иного соотношения процессорной мощности и размера внешней памяти; в этом случае на каждый модуль придется по 25 HDD. Это, например, поддержка больших серверов электронной почты или задачи бизнес-аналитики. Наконец, можно создать систему из трех серверов по 15 дисков на каждый, и это уже будут задачи с распределением вычислительных нагрузок и относительно большим параллелизмом, типа Hadoop.

И здесь возникает повод говорить о том, что skinless-решения представляют собой не просто оптимизирующее конструктивное решение, подходящее для больших динамично расширяющихся пулов. Пожалуй, здесь кроется намек на изменение самой стилистики серверостроения. Мы получаем сверхплотную инфраструктуру, включающую набор модулей различной направленности, но имеющих общую конструкцию. Это, кроме всего прочего, повышает возможность построения заточенных под конкретные задачи систем, составляемых из довольно узкого набора дешевых однотипных блоков.

Что касается систем с единым дисковым пулом — HP ProLiant SL2500, Dell PowerEdge C6220, Fujitsu Prmergy CX400/420, то их модули более универсальны.

Новые горизонты

С архитектурной точки зрения все классические skinless-решения — обычные двухпроцессорные серверы на базе Xeon E5 или Opteron. Однако развитие данного, казалось бы, чисто конструктивного направления, начинает приносить неожиданные плоды. Точнее, нельзя сказать, что это плоды, исходящие именно из возможностей кассетной компоновки. Системы, о которых пойдет речь далее, меняют сам подход к организации ЦОДов, и физическая конструкция здесь, наверное, не главное. Но каковыми бы не были реализованные в них системотехические и общеархитектурные принципы, все они по факту используют кассетную компоновку и бескорпусные модули под общую инфраструктуру. Модули эти различны и могут совмещаться между собой в зависимости от решаемых задач.

Направления здесь, пожалуй, два. Примером одного можно счесть новое решение IBM Flex System. Там предлагается устанавливать вычислительные модули — многопроцессорные x86 или Power — и модульные СХД в единое blade-шасси. Это иной подход, нежели в классических blade-системах, здесь больший акцент делается на возможность построения масштабируемых, при этом прекрасно кастомизируемых решений под конкретные задачи, и спектр этих задач фактически неограничен. Но с точки зрения архитектуры именно серверов — здесь все привычно.

Нас же сегодня больше занимает другая направленность — микросерверы. Это системы, предполагающие установку множества односокетных модулей, причем совсем не обязательно это классические серверные процессоры.

Систему, наиболее похожую на классический skinless, можно увидеть у компании Dell — Power Edge C5000. Здесь в общий корпус можно установить до 12 однопроцессорных серверов Xeon E3. Подобная система может решать множество задач и прекрасно масштабируется.

Однако и это еще не совсем то, что понимается под микросерверами. Этим термином принято обозначать системы кассетной компоновки различных модулей на базе самых разных процессоров, вплоть до мобильных. Формально о микросерверах идет много разговоров. Компонентные вендоры уже подготовили серверные версии мобильных чипов для подобных решений. Но вживую пока увидеть можно было немного. Большинство производителей только заявляют о разработке таrих систем. Процесс же формирования ассортимента конечных решений тут находится еще в зачаточной фазе. Однако кое-что увидеть уже можно.

Самым первым из мировых грандов серверостроения на это поприще вступила компания HP со своим проектом Moonshot. По организации эта система может напомнить blade, но это только внешне. Общей объединительной платы здесь нет, а есть три раздельные сетевые топологии: Ethernet, кластерная и хранения. Первая позволяет подключать сервер к системе внешнего ввода/вывода, вторая отвечает за возможность объединения нескольких серверных картриджей в кластеры по выделенным каналам точка-точка, а третья отвечает за связь с внешними СХД или накопителями в других картриджах.

Сами модули, а их может быть установлено до 45 штук, используют процессоры мобильных архитектур, конкретный же их состав выбирается в зависимости от задачи. В данный момент мы уже видим в ассортименте два модуля на базе Intel Atom серии S и AMD Kyoto. Предполагается, что первый больше подойдет для поддержки веб-приложений, бизнес-аналитики, серверного хостинга. Второй, скорее, — для поддержки инфраструктуры виртуальных десктопов.

Другое представленное на сегодня решение исходит непосредственно от AMD. Компонентный вендор сам недавно вышел на рынок серверов, купив стартап-компанию SeaMicro. Решение SeaMicro предполагает установку в шасси различных СХД и до 64 серверных модулей на базе процессоров как самой компании AMD, так и ее основного конкурента Intel. Принципиальным является объединение в единую систему действительно обширного дискового пула и громадного числа однопроцессорных микросерверов. Как и у HP, здесь применена собственная фирменная технология межкомпонентных соединений. Для реализации продуктивной совместной работы большого числа низкопроизводительных чипов понадобилось создать отдельные коммутационные решения, выходящие за рамки стандартной сетевой системы I/O. Общий объем хранения может достигать 5 Пбайт.

В целом можно резюмировать, что микросерверные решения, безусловно, взяли от skinless- и blade- конструкций принципы сверхплотной компоновки, использование общих инфраструктурных решений, соответствующего снижения всех орграсходов. Плюс позволяют критически снизить энергопотребление серверного пула. Низкая базовая производительность самих картриджей здесь компенсируется большим их числом и мощной системой межкомпонентного взаимодействия.

Полная электронная версия этой статьи доступна только для подписчиков. Для получения полной электронной версии статьи сейчас Вы можете оформить запрос.