Для создания серверов PowerEdge 11-го поколения корпорация Dell использовала процессоры Xeon 5500 на базе архитектуры Nehalem. Выбор платформы для серверов, инкорпорирующих самые значительные усовершенствования Dell за последние годы, не случаен. Ведь и новая микроархитектура Nehalem, и процессоры Xeon серии 5500, и чипсеты Intel 5500/5520 также несут в себе наиболее значимые инновации с момента появления процессора Intel Pentium Pro.

Новые «сердца» на выбор
Для создания новых серверов Intel предлагает целую линейку процессоров Xeon в сочетании с соответствующими аппаратными платформами. Серверы, построенные на их основе, обеспечивают, в сравнении с предыдущей платформой, более чем двукратный рост производительности при сохранении энергопотребления на том же уровне, а также предоставляют возможности для эффективной виртуализации серверного парка.

Новая линейка процессоров включает в себя 17 моделей, предназначенных для решения широкого спектра задач. Для сложных задач представлены высокопроизводительные модели с энергопотреблением 95 Вт, для обычных подойдут стандартные процессоры с мощностью 80 Вт, а для модульных систем (блейд-серверов) предусмотрены версии с пониженным энергопотреблением 60 Вт.

К примеру, Xeon L5508 и L5518 сконструированы специально для потребителей, представляющих телекоммуникационный рынок. В них учтены ограничения по тепловому режиму, которые предъявляют blade-серверы и устройства коммуникационной инфраструктуры. Кроме того, эти модели подойдут для использования в средствах безопасности, системах хранения данных, медицинских приложениях, и, естественно, в стоечных серверах провайдерского уровня и маршрутизаторах. Уровень энергопотребления процессора L5518 с тактовой частотой 2,13 ГГц составляет 60 Вт, а у модель L5508 с частотой 2 ГГц потребляет всего 38 Вт. Новые процессоры делают возможным внедрение технологий будущего, таких как WiMAX, видео по запросу и голографические коммуникации.

Каждый процессор новой линейки несет в себе ряд инновационных технологий, обеспечивающих высокую производительность:

Шина QuickPath Interconnect (QPI) и интегрированный контроллер памяти повышают скорость обмена данными между процессорами и контроллерами ввода/вывода. Вместо повышения частоты работы процессора и связанного с этим повышения энергопотребления, Intel применила принципиально новую топологию передачи данных на обработку внутри процессора, что увеличивает пропускную способность подсистемы памяти более чем в 3 раза в сравнении с предшественниками. Причем ширина полосы пропускания памяти, наряду с объемом, являются одними из наиболее важных факторов в случае использования виртуализации. При нарушении сигнала в одной или нескольких из линий контроллер шины может автоматически перенастроить QPI на ширину 15 и даже 5 бит, не теряя работоспособности. Таким образом, серверы на базе Xeon 5500 обладают высокой устойчивостью к сбоям шины, что отражается на надежности системы в целом.

Технология Turbo Boost позволяет добиться максимальной производительности процессора при неизменных параметрах энергопотребления. В случае простоя одного или нескольких ядер, система динамически повышает тактовую частоту загруженных ядер, оставаясь в рамках заданного уровня энергопотребления. К примеру, процессор с номинальной частотой 2,93 ГГц при помощи Turbo Boost может функционировать на частоте до 3,33 ГГц, оставаясь в рамках 95Вт потребляемой мощности.

Технология Intelligent Power Management автоматически сокращает энергопотребление процессора в периоды низкой востребованности ядер. Расширенный диапазон состояний процессора позволяет динамически отключать питание неиспользуемых ядер, снижая общее потребление энергии. Минимальное энергопотребление отключенного процессора составляет около 10 Вт, приходящихся на кэш L3, шину QPI и контроллер памяти.

Hyper-Threading позволяет реорганизовывать очередь микроопераций от двух программных потоков и запускать их исполнение на большем количестве вычислительных блоков ядра, снижая простои. Используя преимущества увеличенного объема кэш-памяти и широкой полосы пропускания памяти, эта технология обеспечивает более высокую производительность и сокращает время отклика при использовании многопоточных приложений.

Платформенный подход
Несколько лет назад Intel заговорила о платформенном подходе к созданию компьютеров и серверов. Разработка новой системы не ограничивается процессорами, а требует новых чипсетов, компонентов, сопутствующих технологий, ПО и прочего. Платформенный подход корпорации Intel направлен на развитие всех составных частей платформы, чтобы принести максимальные удобства пользователям.

Контроллер памяти позволяет работать с DDR3 в трехканальном режиме и поддерживает модули с ECC. Это наиболее важно для создания серверов виртуализации, предъявляющих высокие требования к пропускной способности оперативной памяти. Кроме того, DDR3 имеет более высокий частотный потенциал. Это позволит в дальнейшем легко наращивать производительность подсистемы памяти в серверных платформах. Дополнительным преимуществом использования DDR3 является сокращение энергопотребления не менее чем на 30%.

Intel также предлагает комплект средств для разработки ПО Intel Data Center Manager. Он позволит производителям консолей управления расширить контроль за энергопотреблением платформы и динамически определять политику уровней энергопотребления серверной стойки в ответ на изменение рабочей нагрузки серверов.

Для создания массовых стандартных серверов корпорация Intel предлагает использовать процессора Xeon 5500 в сочетании с чипсетами Intel 5520 или Intel 5500. Платформа Intel 5500 обеспечивает обмен данными с процессорами Xeon 5500 на скорости 6,4, 5,86 и 4,8 гигатрансферов в секунду (ГТ/с) через шину Intel QuickPath Interconnect. Этот набор микросхем поддерживает 24 канала PCI Express 2.0, расширения виртуализации Intel VT-c и Intel VT-d, систему управления энергопотреблением Intel Dynamic Power Node Manager, а также контроллеры Intel ICH10, ICH10R и 64-разрядный концентратор PCI Intel 6700PXH. Основным отличием платформы Intel 5520 является поддержка 36 каналов ввода/вывода PCI Express 2.0. Таким образом, выбор чипсета определяет только количество слотов PCI Express в системе и не влияет на производительность процессора и памяти. Этим новая платформа отличается от предшественника.

Высокопроизводительные системы и рабочие станции предполагается строить на одном или двух Intel 5520 с концентраторами ввода/вывода. Чипсет ускоряет перемещение данных между рабочими станциями на базе процессоров Xeon 5500 и узлами высокопроизводительных вычислений. Такой эффект достигается за счет расширения полосы пропускания межкомпонентных соединений, оптимизации полосы пропускания системы, увеличения объема памяти и улучшения обработки сетевого трафика при одновременном сокращении задержек в выполнении операций ввода/вывода.

Технологии виртуализации
Для повышения производительности при решении задач виртуализации Intel внедрила в чипсеты Intel 5500 и 5520 новое поколение своего комплекса Технологий виртуализации:

Intel VT-x (Intel Virtualization Technology) анонсирована в 2005 году на процессорах Pentium-D. Она позволяет упростить менеджеры виртуальных машин, а в некоторых случаях дает возможность создавать ультралегкие менеджеры виртуальных машин. Intel была первой компанией, которая представила коммерческую реализацию аппаратной поддержки виртуализации.

За счет аппаратной трансляции памяти виртуальных машин в физическое ОЗУ и возможности передачи гостевым ОС некоторых функций хост-системы VT-x позволяет создавать более крупные пулы виртуальных машин. Она же обеспечивает защиту инвестиций и гибкость инфраструктуры, предоставляя инструментарий для переноса виртуальных машин разных поколений между любыми 32- и 64-разрядными конфигурациями.

Intel VT-d (Intel Virtualization Technology for Directed I/O) – технология виртуализации чипсетов. Она позволяет гостевым ОС напрямую работать с устройствами Direct Memory Access, например, с такими как графический и сетевой адаптеры. Благодаря VT-d появилась возможность выделять отдельным виртуальным машинам собственные устройства ввода/вывода, что ускоряет перемещение данных, сокращает объем пересылки служебных данных, снижает задержки и нагрузку на систему в целом.

С новым поколением процессоров Nehalem, одной из отличительных особенностей которого является новая микроархитектура и интегрированный контроллер памяти, появилось и дальнейшее развитие аппаратной поддержки виртуализации. А именно – VT-x и VT-d второго поколения. Основным преимуществом технологии VT-x второго поколения является значительное улучшение производительности гостевых ОС при работе с памятью. Практически за счет технологии Extended Page Table гостевые ОС могут показывать прирост производительности 15—20%. В свою очередь, технология VT-d-2 не дает такого качественного прироста по производительности, но позволяет гостевым ОС более эффективно работать с устройствами Direct Access, снимая эту задачу с менеджеров виртуальных машин.

Intel VT-c (Intel Virtualization Technology for Connectivity) – технология аппаратной виртуализации устройств ввода-вывода, которая достаточно активно развивается. В настоящий момент в этой области у Intel есть технологии VMDQ и Input-Output Accelaration Technology. Так, VMDQ позволяет снять с программного менеджера виртуальных машин задачу сортировки пакетов, предназначенных различным виртуальным машинам.

Intel VT-c предусматривает маршрутизацию виртуальных машин непосредственно силами контроллера Intel 82599 10 GbE, который также входит в новую серверную платформу. 10-гигабитный контроллер Intel 82599 Ethernet поддерживает усовершенствованную технологию виртуализации и унифицированные сетевые возможности, что повышает производительность обмена данными по сети в виртуализованных центрах обработки данных. Этот контроллер оптимизирован для поддержки расширенной полосы пропускания, предоставляемой новыми платформами на базе процессоров Xeon 5500, и увеличивает более чем на 150% пропускную способность операций ввода/вывода по сравнению с серверами предыдущего поколения.

Необходимо также упомянуть технологию Flax Migration, которую Intel разрабатывает и поддерживает вместе с компанией VMware. Она очень актуальна для виртуализации ЦОД, поскольку позволяет использовать функцию V-Motion онлайн-миграции гостевых ОС между серверами различных архитектур и различных поколений процессоров.

Сергей ШевченкоСергей Шевченко, специалист по применению продукции Intel
Важно не забывать о том, что виртуализация — это не только повышение эффективности использования ресурсов, но и замедление. От пользователей порой ускользает тот факт, что производительность виртуальных машин по сравнению с нативной платформой все-таки снижается. Замедление неизбежно, поскольку реализация виртуальной машины подразумевает появление дополнительного слоя, дополнительного уровня абстракции. А это добавочная нагрузка на процессор, память чипсет, систему ввода/вывода. 

Сервер, ОС и БД работают быстрее, нежели сервер, менеджер виртуальных машин (гипервизор) ОС и БД.

Невзирая на заявления производителей аппаратного обеспечения о поддержке виртуализации, нужно помнить, что в архитектуре х86 само по себе «железо» без менеджера виртуальных машин или гипервизора не может реализовать виртуализацию.

Технологии, разработанные Intel, только снижают нагрузку, порожденную дополнительным слоем. Пакет технологий для увеличения производительности виртуальных машин нашего производства называется Intel Virtualization Technology. Он содержит технологии, работающие в виртуализированных средах, VT-x для оптимизации работы с ЦПУ, VT-d, предназначенную для оптимизации работы с вводом/выводом и VT-c, посредством которой можно повысить эффективность сетевых интерфейсов (в сетевых картах Intel).

Александр МельниковАлександр Мельников, консультант компании Intel
Практически все корпоративные заказчики либо тестируют, либо уже используют в работе виртуализацию серверов. Тема виртуализации рабочих клиентов и рабочих станций достаточно свежая, поэтому на сегодняшний день чувствуется некоторая незрелость программных продуктов и утилит для внедрения этих решений. 
Технология виртуализации приложений позволяет компаниям экономить серьезные средства на более гибком подходе к управлению, в том числе и на лицензиях на ПО. Программная виртуализация помогает получить все преимущества центрального администрирования приложений, которые раньше можно было получить, только применив терминальные сессии. При этом можно сохранить широкий выбор самих 

Серверы Dell — основа поиска Google
Серверы Dell PowerEdge выбраны в качестве аппаратной платформы для нового устройства Google Search Appliance (GSA) 6.0. Группа Dell OEM Industry Solutions Group (Dell OEM) усовершенствовала свои серверы следующего поколения PowerEdge, которые являются основой для устройств GSA 6.0. Это оборудование рассчитано на корпоративных пользователей и позволяет им кардинально упростить поиск и упорядочивание информации в своей компании.
Dell OEM тесно сотрудничает с Google с целью интеграции платформы PowerEdge и продвинутых программных алгоритмов Google для оптимальной производительности и надежности. Устройство GSA, заключенное в характерный желтый корпус, разработано для среднего и крупного бизнеса. Группа Dell OEM адаптировала дизайн шасси устройства под специальные эстетические требования, которые воплощают сущность инноваций Google. Благодаря сотрудничеству с Dell заказчикам корпоративных поисковых устройств от Google не нужно собственноручно покупать сервер, устанавливать и настраивать его, обслуживать, ремонтировать или иметь дело с интегрированными ОС. Все необходимое заранее интегрировано в единое устройство, которое легко инсталлировать плюс им просто управлять.