На прошедшей осенью конференции «Вычислительные ресурсы: поиск эффективных решений», организованной совместными усилиями газеты PCWeek/UE и компаний AMD, Citrix, Entry и Tyan, нам удалось встретиться с Джузеппе Амато (Giuseppe Amato), техническим директором департамента продаж и маркетинга компании AMD в регионе EMEA.
 Джузеппе Амато: «Green-computing играет все более важную роль, поскольку все заинтересованы в уменьшении затрат на электроэнергию, на охлаждение серверных комнат. Я уверен, что важность этой проблемы будет оценена и в Украине» |
Сервер будущего
Как отметил Дж. Амато, конечных заказчиков сегодня совершенно не интересует, какой процессор находится внутри отдельного сервера в центре обработки данных и за счет чего обеспечивается более высокая производительность. Для потребителя важен лишь один фундаментальный вопрос: какова величина общей стоимости владения (TCO), то есть какую сумму он потратит на обслуживание своего ЦОД? ИТ-менеджеры отдают себе отчет в том, что наиболее оптимальным решением было бы увеличение эффективной загрузки оборудования, поскольку это позволит закупать меньше серверов и тем самым сокращать затраты на ИТ, в том числе расходы на электроэнергию. В свою очередь, пожелания заказчиков стимулируют усилия производителей, направленные на разработку энергоэффективных решений. «Если вы построите сервер утроенной мощности, который будет потреблять втрое больше энергии, вряд ли это решение понравится вашему клиенту», — акцентирует Дж. Амато.
Известно, что общая стоимость владения оборудованием складывается из расходов на его приобретение (около 25—30%) и затрат на поддержку и обслуживание (порядка 65—70%). Поскольку именно эти затраты составляют львиную долю ТСО, компания AMD уделяет основное внимание снижению стоимости поддержки ЦОД. По словам Дж. Амато, все инновации в архитектуре процессора, как правило, обсуждаются со стратегическими ОЕМ-поставщиками и независимыми поставщиками ПО, такими как Microsoft, VMware, Linux-сообщество. Цель этой совместной работы заключается в том, чтобы максимально оптимизировать разработки в соответствии с требованиями, предъявляемыми решениями SAP, Oracle и другими ресурсоемкими приложениями.
Базовую архитектуру сервера будущего, по мнению Джузеппе Амато, будут формировать три фактора: снижение энергопотребления, многоядерность и специализированные процессоры. «В грядущих серверах наряду с процессорами архитектуры х86 будут использоваться специализированные процессоры, ядра которых будут выполнять специфические задачи». В качестве примера Дж.Амато привел сервер, предоставляющий услуги Video on Demand: если несколько пользователей одновременно отправят запрос на один и то же видеоконтент, провайдер должен немедленно предоставить им запрашиваемый видеофайл. Если сервер получит слишком много запросов, он не сможет качественно обслуживать клиентов, и это окажет негативное влияние на бизнес провайдера.
Для эффективного решения подобной задачи AMD предлагает в будущем использовать специальные программные агенты, которые должны разделять и перенаправлять выполняемые задачи. «Если стоит задача шифрования — она выполняется на сокете номер 1, процессор номер 2; есть другое задание — его обслуживает второй сокет, процессор номер 1; реализация третьей задачи — сокет номер 3, процессор 4... Если вы применяете подобную технологию, то получаете значительное ускорение производительности», — объясняет Дж. Амато.
Антивирусное сканирование — одна из стандартных задач, обычно выполняемых на сервере. Сегодня для ее решения компании нередко используют отдельную серверную систему. Однако применение архитектуры графических процессоров на базе GPU AMD FireStream, разработанной AMD, повышает производительность антивирусного сканирования в десятки раз. «Представьте экономию первичных затрат и расходов на энергопотребление, полученную благодаря применению параллельных вычислений на базе нашей технологии, — отмечает Дж. Амато. — Таким образом, в перспективе ближайших 5—10 лет — кардинальное улучшение ПО и использование различных специализированных архитектур для повышения производительности».
Некоторые направления грядущих технологий доступны уже сегодня. Так, линейка FireStream недавно получила продолжение в виде новой модели FireStream 9250. Новая модель помещается в одноюнитовый модуль, а ее производительность удвоилась, достигнув показателя в 1 терафлопс. Согласно заявлению разработчиков, плата потребляет не более 120 Вт электроэнергии при пиковой нагрузке и всего 90 Вт в обычном режиме использования. Первые полноценные прототипы будущих серверов, по словам Дж. Амато, появятся уже в ближайшие два-три года.
Снижение энергопотребления будет играть все более важную роль
В большинстве и западных, и отечественных предприятий затраты на потребленную серверным оборудованием электроэнергию до недавнего времени не относились к ИТ-расходам и оплатой счетов от энергокомпаний занимались другие отделы. Поэтому ИТ-менеджеров мало интересовала эта проблема. Однако в последнее время во многих западных предприятиях заботы по оплате электроэнергии были перенесены на плечи ИТ-отделов, что кардинально изменило ситуацию: теперь ИТ-директора волнует не только вопрос начальной стоимости оборудования, но и общая стоимость его поддержки за весь срок службы, включая расходы на энергопитание ЦОД, системы кондиционирования и т.д. «Мы считаем, что подобную стратегию в скором времени примут большинство компаний, а значит, ИТ-менеджеров будет интересовать уровень энергопотребления. Green-computing играет все более важную роль, поскольку все заинтересованы в уменьшении затрат на электроэнергию, на охлаждение серверных комнат и т.д. Я уверен, что важность этой проблемы будет оценена и в Украине».
Несколько лет назад AMD объявила о своих планах учредить новую организацию под названием Green Grid Consortium, целью которой станет повышение энергоэффективности в ЦОД и вычислительных экосистемах. Инициативу AMD поддержали такие известные поставщики, как APC, Dell, HP, IBM, Intel, Microsoft, Sun Microsystems и VMware.
«Революция, эволюция…»
При разработке новых чипов AMD реализует двухшаговую методологию. Первый шаг — новые конструкторские достижения в ЦПУ, второй — новшества в системах ввода-вывода (I/O). И затем — дальнейшие улучшения в ЦПУ. Однако архитектура AMD предусматривает сохранение совместимости сокетов в течение трех лет. «С 2006 года в наших серверах используется Socket F, то есть вы можете сначала использовать процессор Barselona, затем при необходимости обновить его до Shanghai или же в 2009 году — до Istanbul. Это важное преимущество конструкторской методологии AMD, поскольку позволяет производителям серверов осуществлять апгрейд процессора без изменения других компонентов. Таким образом, процесс разработки новых чипов идет по принципу революция—эволюция, революция—эволюция. Это можно называть «Тик-так», можно назвать по-другому, но это всегда составляло базовый подход в разработке процессоров», — подвел итог Дж. Амато.
Программные средства облегчают написание приложений
Поскольку грядущие изменения в архитектуре процессоров AMD требуют оптимизации программных приложений, компания предоставляет разработчикам набор соответствующих программных инструментов, которые можно загрузить с ее веб-сайта. Такая адаптация ПО ускоряет обработку финансовых транзакций, антивирусное сканирование и другие задачи за счет выполнения параллельных вычислений в модуле GPU вместо CPU.
Наряду с этим AMD в настоящее время сотрудничает с независимыми разработчиками ПО (ISV) в области ускоренных вычислений: результатом совместных усилий станет разработка новых высокопроизводительных приложений или модернизация уже существующих, что позволит максимально использовать потенциал современных многоядерных CPU и GPU. Так, одноименная программная платформа компании RapidMind дает возможность ускорить работу приложений в системах на основе многоядерных процессоров, не прибегая к сложному многопоточному программированию. При этом разработчики могут использовать традиционное программирование на С++, стандартные компиляторы и утилиты, а RapidMind берет на себя задачу распределения нагрузки между ядрами, оптимизирует и распараллеливает код между несколькими процессорами/ядрами. Платформа RapidMind позволяет создавать и GPGPU-приложения (General Purpose GPU), которые будут задействовать как многоядерные CPU, так и GPU от AMD и nVidia.
Кроме того, компания тесно сотрудничает с Microsoft в области DirectX 11. Особенностью DirectX 11, унаследованной от API предыдущего поколения DirectX 10.1, является высокая производительность операций трехмерной визуализации и управления в играх. В новой версии API будет расширен за счет средств, ориентированных на создание программистами приложений, использующих возможности графических процессоров в вычислениях общего назначения (GPGPU).
Время разработки новых процессоров сокращается
Для конструирования чипов производители используют все более эффективные средства, что позволяет сокращать время создания новых процессоров. Каждый модуль, будь то блок кеширования, блок целочисленных вычислений или контроллер памяти — это отдельные модули. «Таким образом, создание процессоров сейчас намного упростилось: чип представляет собой набор отдельных компонентов, его можно сравнить с конструктором Lego. Благодаря таким технологиям удается сократить время разработки новых процессоров», — подчеркивает Дж. Амато.
В то же время он отметил, что, несмотря на значительные усовершенствования инструментов и технологий конструирования новых чипов, производитель всегда должен учитывать три основополагающих фактора: производительность, снижение энергопотребления и цену нового ЦПУ.
