Что такое Caneland?

Опубликовано: Константин Замков ; 07 12 2007

Здравствуйте, друзья! Сегодня я хочу «порассуждать вслух» о четырёхпроцессорной серверной платформе, которая носит кодовое название “Caneland”. Она была представлена на рынке три месяца назад, 5 сентября, а первый анонс об этой платформе появился ещё в ноябре 2005 года. Тогда же, 5 сентября, был объявлен выпуск совместимых с Caneland четырёхъядерных процессоров Xeon серии 7300 для многопроцессорных систем под кодовым названием “Tigerton”.

Ещё в 2005 году нам обещали наличие выделенной шины памяти на каждый физический процессор – то есть, по сути, соединение типа «точка-точка» от каждого сокета к северному мосту чипсета. В результате, независимая шина была воплощена в жизнь, что существенно отличает платформу Caneland как от её предшественника, так и от нынешних двухпроцессорных платформ Intel. Каждому процессору нет необходимости бороться за пропускную способность системной шины, если таковая достаточно сильно загружена.

Кстати, если припомнить двухпроцессорные системы, на Caneland мы также видим использование стандарта памяти FB-DIMM. Помнится, было много споров на тему, насколько хорош этот тип памяти. Но факт остаётся фактом: для Caneland этот стандарт памяти оказался крайне выигрышным, и в результате платформа способна поддерживать до ¼ Тб системной памяти. Либо 256 Гб, кому как нравится. :) Зачем же так много? Первый пример, который приходит в голову и, вероятно, ложится «в ногу со временем» - это виртуальные машины. Очень уж привлекательна идея поднять, скажем, восемь виртуальных машин, поделить наши 16 вычислительных ядер между ними, и ещё наделить каждую из виртуальных машин достаточным объёмом памяти в зависимости от задач! А ведь такая конфигурация по числу ядер и объёму памяти сравнима с восемью двухпроцессорными серверами года эдак 2004-го. Вот только по производительности, конечно, даст старым моделям колоссальную фору.

Другой, но тесно связанный с предыдущим пример использования большого объёма памяти, – это повышение отказоустойчивости платформы. Платформа отлично смотрится в качестве «молотилки», то есть системы с огромным вычислительным потенциалом. Не стану распевать на тему производительности – эта информация доступна на официальном сайте Intel. Давайте лучше рассмотрим вопрос, связанный с поддержкой бесперебойного режима работы памяти. Если предположить крайний случай – появление неисправимых ошибок в памяти – их возникновение может привести к отказу системы и, как следствие, потере части данных, которые обрабатывались в момент появления ошибки. Это именно тот сценарий, когда из большого объёма системной памяти можно получить зеркалирование и эффективный объём равный половине физического – таким образом реализован один из механизмов защиты от подобных сбоев. Пожалуй, нельзя сказать, что дёшево, но уж точно сердито.

Что ещё интересного предлагает Caneland с точки зрения подсистемы памяти? Кэш-память второго уровня выросла до 8 Мб на каждый физический процессор (для Xeon 7100 эта цифра составляла 2 Мб). Как известно, эта характеристика положительно влияет на производительность многих приложений. Возникает справедливый вопрос: кэш увеличен, но как нам теперь поддерживать его когерентность, то есть идентичность нескольких копий закэшированных данных на разных процессорах относительно оригинальной копии в системной памяти? Для 16-ти вычислительных ядер это весьма острый вопрос. Здесь на помощь приходит так называемый snoop filter («фильтр наблюдения»), который многие помнят ещё с архитектуры Itanium, и после этого был воплощён на чипсете 5000X, а теперь и на платформе Caneland. Суть snoop filter состоит в том, что в северном мосте есть область памяти, в котором хранится слепок данных, находящихся в данный момент времени в кэшах всех процессоров. Это избавляет от необходимости лишний раз «подглядывать» в кэш-память каждого процессора и проверять, не произошло ли обновлений данных именно в кэше какого-либо процессора. Таким образом, весь процесс проверки происходит быстрее и не загружает системные шины лишней служебной информацией.

Вернёмся к виртуальным машинам. Одним важных из аспектов, актуальных для оптимальной работы виртуальных машин, является наличие механизмов снижения накладного внутрисистемного трафика, который возникает в результате интенсивного обмена данными между процессорами, памятью, и устройствами ввода-вывода, в особенности сетевыми контроллерами. Связка процессоры-память оптимизируется за счёт раздельных системных шин, кэш-памяти и snoop filter. Обработка же сетевого трафика внутри системы поддерживается технологией I/O Acceleration. Эта технология снижает время обработки пакетов и служебную нагрузку на ключевые элементы системы. Пожалуй, с распространением сетевых контроллеров 10 Гбит положительный эффект от присутствия механизма I/O Acceleration только возрастёт. Кстати, рекомендую очень наглядную демку на эту тему.

Посмотрим на дополнительные устройства ещё под одним углом. Допустим, на виртуальных машинах предполагается использование дополнительных устройств PCI Express. В этом случае Caneland располагает весьма немалыми возможностями – 28 дорожек PCI Express с гибкими вариантами конфигурирования. Как пример – использование специфических для определённых задач аппаратных ускорителей на базе PCI Express в комбинации с виртуализацией выглядит весьма оправданной идеей. Добавить к этому эффективность технологии VT-D, которая позволит без накладных расходов «жёстко» привязывать те или иные устройства ввода/вывода к определённым виртуальным машинам.

А если вспомнить об экономическом аспекте масштабируемости платформы, и заглянуть в будущее, становится ещё интересней. Системную память и вычислительную мощность можно наращивать постепенно. В 2008 году планируется поддержка 45-нанометровых процессоров для платформы Caneland. Уже сегодня платформа поддерживает так называемую технологию VT FlexMigration assist: при активном использовании средств виртуализации, появляется возможность легко мигрировать виртуальные машины на будущие платформы на базе процессоров Xeon с микроархитектурой Core и последующими микроархитектурами. Другими словами, переход на использование виртуализации сегодня «поощряется» улучшенной совместимостью в будущем.

Если не забегать далеко вперёд, а, наоборот, вспомнить 2005 год, цены на старшие модели процессоров Xeon для многопроцессорного сегмента серии 7000 зашкаливали за $3000. Даже если забыть о том, что характеристики процессоров Xeon серии 7300 изменились очень существенно по всем параметрам – микроархитектура, количество ядер, объём кэша – верхняя ценовая планка не превышает $2301! На мой взгляд, есть повод задуматься…

Итак, друзья, надеюсь, мне удалось доступно поделиться своими соображениями относительно нового продукта, дать пищу для размышлений, а может быть и повод для дальнейшей дискуссии. Но на этот раз моё эфирное время закончилось. С удовольствием услышу ваши комментарии. До новых встреч!

Комментарии (8) (комментирование недоступно)

другие сообщения с тегами: 7300, caneland, snoop, virtualization, xeon