Serverski procesori

U eri prenosnih uređaja, na tržištu serverskih konfiguracija i komponenata vreme nije stalo. Naprotiv! Više nisu u pitanju samo veliki sistemi superračunarskih prohteva, već je budućnost servera u dostupnosti pojedincima

Poslednjih godinu ili dve svedoci smo sve popularnijih računarskih rešenja u domenu prenosnih sistema, što multimedijalnog pedigrea, što iz grupe namenjene proizvodnji sadržaja (eng. productivity). Priče o ovim uređajima potpuno su zasenile donedavna nadmetanja u sferi desktop procesora ili grafičkih kartica. Jednostavno, nema više toliko pitanja tipa: „Je li bolji ovaj Intel ili onaj AMD?” ili „Da li da uzmem nVidijinu ili AMD-ovu (ATI) grafičku?” Sada se traži bolji pametni telefon ili tablični računar za što manje novca. Ipak, za sve to vreme, i ono nekadašnje i ovo sadašnje, jedan segment IT tržišta živi relativno mirno sa najavom da bi u skorijoj budućnosti mogla da se lome koplja u borbi za ulogu vođe. U pitanju je tržište serverskih uređaja i komponenata, gde, uprkos stavovima nekih, vreme nije stalo. Naprotiv! Proizvođači već neko vreme vrebaju šansu za marketinški „napad” na potrošače, a to neće biti samo veliki sistemi superračunarskih prohteva. Budućnost servera je u dostupnosti pojedincima.

Prema nekim nezvaničnim izvorima, sredinom prošle godine, barem kada se radi o x86 serverskom tržišnom udelu, Intel je zauzimao 73 odsto, a AMD svega 27 odsto. Jezgro Piledriver u budućnosti će predstavljati centralno parče elektronike tri porodice serverskih uređaja: Abu Dhabi (Opteron 6300), Seoul (Opteron 4300) i Delhi (Opteron 3300). Dobru vest za sve korisnike AMD-ovih tehnologija predstavlja najava da će sve tri pomenute porodice koristiti ista podnožja, kao i prethodni procesori (AM3+, C32, G34). Naredno AMD-ovo jezgro, zasnovano na proizvodnom procesu od 28 nm (Steamroller), predviđeno je (tek) za iduću godinu.

AMD je svoju investiciju u smeru povećanja serverskog udela već odradio – u drugoj polovini prošle godine završena je akvizicija kompanije SeaMicro (po ceni od 334 miliona američkih dolara), koja je do AMD-ovog preuzimanja koristila Intelova rešenja. To je bio jedan od značajnijih poteza u tom segmentu, posebno imajući u vidu da su serveri AMD-u donosili svega 12 odsto prihoda, nedovoljno da bi se kompanija oduprla napadu najvećeg konkurenta. Uveliko se govori o tome da bi procesorske familije zasnovane na rešenjima koja su spoj postojeće AMD-ove i SeaMicrove tehnologije mogle doneti na svet 10U serverske jedinice od 512 jezgara (2048 jezgara u jednom reku). Performanse ovakvih sistema mogu se pokazati kao značajne, a samo će broj kupljenih jedinica pokazati da li je investicija (iza koje verovatno stoje bogati poslovni ljudi iz Ujedinjenih Arapskih Emirata u bordu AMD-a) u SeaMicro bila potez koji vraća AMD u poziciju ravnopravnog takmaca, barem kada je u pitanju serverska trka.

Atomski serveri

Kada pomenete reč Atom u kontekstu računara ili informacionih tehnologija uopšte, najveći broj ljudi pomisli na porodicu Intelovih procesora koja se proslavila u netbook prenosnicima. Iako se možemo složiti s tim da je vreme ovih uređaja prošlo, ne možemo reći da Atom nije brend koji se dobro kotira u očima potrošača. Upravo je uspeh ovog imena omogućio američkoj kompaniji da nazove i neke druge proizvode iz svoje kuhinje ovim nazivom i na taj način produži život brendu koji svakako uživa poverenje javnosti. Pre nekoliko meseci pisali smo o prvom Atom procesoru za mobilne telefone (onom u pametnom prenosniku RAZR i kompanije Motorola), a odnedavno je i jedna serverska linija ponela ime po prvobitnom netbook procesorskom čipu.

Ako se pitate otkud veza Atoma, za čije nas ime vezuju solidne performanse i mala potrošnja energije (barem u x86 svetu), i servera, odgovor leži u konkurentnosti. Uspeh ARM procesora na tržištu, SoC (System On Chip) rešenja za pametne telefone i tablične računare, pre svih omogućio je kompanijama koje razvijaju ova rešenja da ulože dodatna sredstva u istraživanje i razvoj takozvanih mikroservera. Ove jedinice procesorske snage ispunjavaju osnovnu maksimu koju su ARM rešenja do sada pratila – visok odnos performansi po utrošku električne energije. Ulazak ARM tehnologije na tržište web farmi i rešenja u oblaku praktično je značio i poziv američkom gigantu, koji uživa visok procenat prisutnosti u svetu servera. Atom S1200 (Centerton) procesori deluju kao da su idealan takmac za trku, barem na osnovu njihovih specifikacija. Dva fizička jezgra u tehnologiji od 32 nm, HT tehnologija, magistrala širine 64 bita i podrška za do 8 GB DDR3 memorije, tehnologija virtuelizacije i ECC podrška zvuče odlično, na papiru. Ono što posebno privlači pažnju jeste objava da ovo parče elektronike troši svega 6 W, što je vrhunski rezultat za jedan x86 procesor. Ako se uzme u obzir to da ARM SoC rešenja uspevaju da se drže ispod 5 W (Cortex A9, na primer), ovaj rezultat može se pokazati veoma značajnim. Novi čip dolazi i sa potrebom za novim podnožjem (FCBGA1283), a komentatori ovakvog Intelovog poteza veruju da je ovo samo prvi u nizu mikroserverskih procesora koje će kompanija predstavljati u budućnosti. Zasad su u ponudi tri modela:

· Atom S1260, 2,0 GHz, 8,5 W TDP

· Atom S1240, 1,6 GHz, 6,1 W TDP

· Atom S1220, 1,6 GHz, 8,1 W TDP

a njihove cene (na hiljadu komada) iznose između 54 i 64 američka dolara.

U tekućoj godini Intel planira da predstavi i Avoton, 22-nanometarsku verziju linije Atom za serverska rešenja, koja bi trebalo da donese brojna poboljšanja i, naravno, veću uštedu električne energije. HP procenjuje da bi do 2015. godine serveri zasnovani na niskonaponskim procesorima mogli da zauzimaju između 10 i 15 odsto serverskog tržišta. Kako prihodi u ovom segmentu IT tržišta ne obećavaju, za sve one koji žele da za godinu ili dve budu na spisku onih koji zarađuju, neophodno je učešće u proizvodnji i implementaciji mikroserverskih uređaja.

Zelena igračka inicijativa

Značaj kompanije nVidia u računarskom svetu je neosporan, a aktivnosti ovog proizvođača protežu se od dominantne uloge u segmentu grafike do značajnog udela u svetu SoC platformi prenosnika. Pedigre kompanije dobro je poznat – u pitanju je skup ljudi koji već dve decenije igračima širom planete nude rešenja koja im omogućavaju da igraju najnovije naslove i unapređuju kvalitet svojih kućnih računara. Nova zamisao kompanije jeste takozvani nVidia Grid server, zamišljen kao platforma koja istovremeno nudi 36 puta veću snagu streama HD sadržaja u igrama od cloud rešenja prve generacije, uz smanjenje latencije za 30 ms.

Osnovni blok ovog sistema jeste igrački server (tipa 2U) u kojem se nalazi 12 nVidia GPU podsistema, od kojih je svaki sposoban da podrži dva korisnika istovremeno. Na taj način, svaki blok može da podrži 24 istovremena korisnika. Ukoliko želite veći broj korisnika, sve što je potrebno da uradite jeste da povežete novu kutiju. Umesto da se koncentriše na performanse u grafičkom podsistemu, nVidia je odlučila da akcenat stavi na upotrebu ovakvih servera kao radnih stanica. Jedan karakterističan server takvog tipa bi, pri utrošku od oko 900 W, pružao podršku za 480 korisnika (20 kutija).

Kako bi ovi serveri bili dostupni što većem broju korisnika, pokretani su na platformi Windows Server, što znači da će biti korišćeni u svim situacijama u kojima želite da odigrate neku od PC igara koje zahtevaju snažne mašine. Kako bi igranje bilo efikasno onoliko koliko svaki sistem od 20 kutija može da pruži, nVidia preporučuje dodavanje jednog Master servera, zamišljenog da služi kao svojevrstan load balancer namenjen deljenju poslova i redundantnosti.

Osim igara, ovi sistemi trebalo bi da se nađu i u sistemima za pružanje usluga emitovanja video sadržaja u visokoj definiciji. Kao što je poznato, u ovom segmentu najčešći problem jeste latencija, koja je najčešće uzrokovana položajem podsistema za enkodovanje sadržaja u sistemu prenosa od izvora do potrošača. nVidia je odlučila da u svom sistemu iskoristi snagu svog GPU-a i za hardversko enkodovanje sadržaja, što navodno štedi 20 ms. Dodatnu uštedu čini i softrverski deo, čija implementacija čuva 10 ms u enkodovanju i oko 10 ms u dekodovanju sadržaja. Ukupno, kako navode predstavnici kompanije, može se sačuvati 30–40 ms u čitavom procesu.

Ovakav pristup govori o tome da se nVidia odlučila za pružanje ugodnosti ispred sirovih performansi. Pomenuti sistem omogućava relativno prosečne mogućnosti po jednom korisniku (na nivou desktop konfiguracije iz srednjeg razreda), ali osigurava da nijedan korisnik ne trpi zastoje niti pad performansi u realnom vremenu. Ukoliko se 200 TFLOPS-a podeli na 240 GPU (20 x 12), te na dva korisnika, koliko jedan GPU podržava, dobija se vrednost od oko 417 GFLOPS-a po korisniku. To svakako nisu brojke od kojih zastaje dah, ali nisu ni za potcenjivanje.

Naposletku, upotrebnu vrednost ovakvog jednog servera odrediće broj implementiranih servera u igračkim i multimedijskim sistemima u oblaku. nVidia se mora osloniti na treću stranu – programere koji bi mogli da implementiraju podršku unutar svojih igara za ovakve sisteme, koji se, barem zasad, ne mogu meriti sa organizovanim igračkim virtuelnim data centrima širom planete. Samo kombinacija napora kompanije, proizvođača servera i proizvođača igara jednom ovakvom sistemu može sutra da donese uspeh kakav danas postižu kompanije poput Netflixa, koje pružaju vrhunsku uslugu u oblacima kada je u pitanju multimedijski sadržaj.

Incijativa otvorenog pristupa

Okupljanje vrhunskih stručnjaka iz jedne oblasti, koji pri tome rade za konkurentske firme i često su pod pritiskom da pre konkurencije izbace na tržište održiv proizvod sa dobrim ekonomskim potencijalom, samo po sebi je izuzetno dostignuće. Kada još kao misiju postavite potrebu da se osmisli i ostvari hardversko-softverski dizajn, koji briljira na poljima efikasnosti, smeštajnog kapaciteta i kvaliteta organizacije podataka, dobijate zaokružen projekat sa jasnnim ciljem i snažnim motivom za otvoreno deljenje ideja, specifikacija i druge intelektualne svojine. Sve ove pomalo poetične reči deo su izjave o misiji koju na svom sajtu potpisuje Open Compute Project (OCP), projekat koji pokušava da podstakne inovaciju i smanji operativnu složenost u svetu skalabilnog računarstva. Iza projekta nalazi se fondacija istog imena (OCPF), čiji je zadatak da obezbedi infrastrukturne uslove u kojima bi pojedinci i organizacije mogli da dele intelektualnu svojinu.

Iza ove značajne inicijative ne nalazi se neka dobrotvorna organizacija. Njen pokretač je, verovali ili ne, Facebook. U jednoj od izjava čelnih ljudi te fondacije istaknuto je da su inženjeri kompanije Facebook proveli gotovo dve godine u borbi sa velikim izazovom – skaliranjem računarske infrastrukture. Kako je broj korisnika Facebooka rastao, tako su rasli i troškovi infrastrukture koja je bila potrebna za pokretanje svih servisa aplikacije. Menadžment je hardverskom timu tada dao odrešene ruke da izradi custom rešenje servera koji bi bio što efikasniji i samim tim isplativiji na duže staze. Rezultat ovakvog rada bio je efikasniji sistem koji je trošio 38 odsto manje električne energije nego postojeći serveri, a u konačnici i po 24 odsto nižoj ceni. Naravno, ovo je bio veliki poduhvat i ne bi uspeo da nije bilo značajnih napora unutar grupe. Kako bi omogućio da i buduća unapređenja infrastrukture budu jednako ili barem približno uspešna, Facebook je odlučio da uloži novac u projekat koji bi, po ugledu na otvorenost softvera, omogućio otvorenost hardverskog dela infrastrukture servera.

Metod je više nego jasan. Kombinacija vrhunskih inženjera, naboljih rešenja, dokazanih u praksi, kao i pažljivo biranih inovacija trebalo bi da donese servere koje karakterišu dve sintagme – energetski efikasan i ekonomski održiv. Na tom putu prvi korak je izdavanje specifikacija mehaničkih sklopova – matičnih ploča, napajanja, šasija, rekova, baterijskih komponenata. Dodatak čine i informacije o detaljima električnih i mehaničkih konstrukcija koje su u sastavu samih servera. Sve ove informacije su dostupne, u skladu sa politikom otvorenog pristupa, na stranici opencompute.org.

Na prvom samitu koji je održan u junu 2011. godine bilo je prisutno svega 200 učesnika, a vrh događaja bio je deo Facebook kompanije. Na samitu, četvrtom po redu, održanom početkom godine (januar 2013. godine), bilo je 2000 učesnika sa više od 50 zvaničnika i nekoliko desetina izlagača iz sve većeg broja kompanija. Pored Facebooka, na ovom samitu centralnu ulogu imale su kompanije Intel, AMD, Applied Micro i Calxeda. Intel je svoj doprinos predstavio u sferi novog dizajna silicijumske fotonike, koja bi trebalo da omogući interkonekcijske brzine od oko 100 Gbit/s. Doprinos Facebooka ogleda se u posebnoj ploči nazvanoj Group Hug (grupni zagrljaj), koja omogućava proizvodnju „neutralnih” (agnostičkih, u kontekstu proizvođača procesora) matičnih ploča koje bi mogle da prime i do 10 različitih SoC dizajna. Ovaj dizajn već je podržao Intel, a AMD, Applied Micro i Calxeda se pridružuju, i to tako što je, recimo, Applied Micro već izradio mehanički demo predloženog dizajna. Događaj je zaokružen informacijom da je projektu prišlo 12 novih članica, među kojima se ističu EMC. ARM, Sandisk, Hitachi i drugi.

Letimičan pogled na ekipu koja se sastavila u ovakvoj jednoj fondaciji govori vam da su u pitanju visokoprofilne, hyper-scale internet kompanije, koje svakako najviše novca troše na savremenu serversku infrastrukturu. Ipak, rezultati rada će, kao i specifikacije novih dizajna, pomoći i „manjim partnerima” u ovom segmentu tehnologije i biznisa da premoste visoka početna ulaganja, umanje dugoročne troškove, uz povećanu efikasnost i odgovornost prema okolini. Veliki izazovi velikih kompanija današnjice svakako su makar kandidati za velike izazove većine u sferi tehnologije. Upravo na najvećima je odgovornost da prokrče put onima koji dolaze. Otvaranjem dizajna savremenih serverskih procesora budući naraštaji imaju šansu da ne budu kočničari razvitka već utemeljitelji tehnologije koja počiva na efikasnosti i isplativosti.

• • •

Ukoliko do sada niste, prokrstarite malo serverskim bulevarima informacionih tehnologija. Iznenadićete se koliko iskoristivih znanja leži u špiljama rekova i prolazima interkonekcijskih mreža. Kao što je evolucija svoje bogatstvo ugradila u najmanja i najveća stvorenja poput meduze irukandži i velikog plavog kita, tako i informacione tehnologije pokazuju svoje pravo lice na terenu na kojem svoj ples izvode pametni telefoni i tablični računari, ali i u dvorani velikih servera. Dobro je poznato da i najveća putovanja počinju jednim korakom, a nigde kao u serverskim tehnologijama sitni koraci ne donose tako velike razultate.

Momir ĐEKIĆ