Товарное предложение на рынке сверхплотных серверов

Дмитрий Шульгин

Сверхплотные серверы как вариант конструктивного исполнения серверов более-менее массово появились на рынке лет 5 назад. Производители использовали здесь принцип кассетной компоновки, отработанный еще в Blade-серверах. Компактные вычислительные модули – серверы (или ноды, как их иногда в данном случае именуют) вставляются в общее шасси и, как правило, имеют горячее подключение. Блоки питания и система охлаждения – общая. Поэтому такие серверные модули относительно дешевы в сравнении со стандартными рэковыми серверами аналогичного функционала.

В какой-то момент системы на базе сверхплотных серверов показались более интересными, чем классические blade-решения, которые отличает встроенная коммутационная фабрика и где сетевой слой вынесен на уровень шасси. Это отразилось и на внутрисегментной активности. На сегодня в сегменте blade-платформ наблюдается явное затишье. Компания Lenovo доставшийся ей от IBM BladeCentre вообще убрала сегодня из продуктового каталога. У HPE в линейке BladeSystem на актуальных поколениях процессоров выпускается только пара серверных модулей. Чувствуется, что речь здесь идет все чаще не о развитии направления, а просто о поддержке унаследованной клиентской базы.

Сферы применения

Если говорить о сферах применения сверхплотных серверов, можно отметить следующие моменты.

Такие системы чрезвычайно легко масштабируются, поэтому на начальном этапе эти решения именовали сверхмасштабируемыми – scale-out. И ориентированы они были на крупные серверные узлы с постоянно растущими потребностями. За счет компактности экономилось физическое пространство. За счет использования объединенных систем питания и охлаждения достигалась экономия на энергозатратах.

Решение на базе сверхплотных серверов было быстро принято также как хорошая основа для концептуального развития ЦОДов в архитектурном смысле. Стало понятно, что это крайне удобная основа для создания быстро развертываемых кластеров. В числе прочего, этот момент усилил интерес к такой конструкции со стороны сферы HPC.

Параллельно сверхплотные серверы стали также проникать в область конвергентных решений, включающих гибко компонуемые блоки вычислительных модулей, СХД и сетевых коммутаторов, устанавливаемых в одно шасси по мере роста потребностей.

Принцип модульной компоновки нашел применение также в модной сфере гиперконвергентных систем. Такие серверы виртуализуют стек хранения на уровне кластера из нескольких серверных полок, при этом общий дисковый пул серверов свободно разделяется между вычислительными узлами. Такой подход позволяет обойтись без внешней системы хранения данных, что упрощает общую архитектуру ЦОДа.

Однако конвергентные системы и гиперконвергентные приставки – это именно программно-аппаратное решение. Мы же в настоящем обзоре рассматриваем аппаратные решения общего применения, именно серверы как компонентную базу.

Товарный ассортимент

Как мы уже отмечали, основные компоненты сверхплотных серверных систем – это, собственно, сами серверные модули и шасси, куда они устанавливаются. Исходя из этого, наш анализ товарного предложения базируется на соответствующих таблицах моделей (см. табл. 1 и 2).

Сегментация товарного ассортимента предполагает их разделение на две группы: четырехнодовые системы в конструктиве 2U и системы от 4U и выше.

Первые являются относительно распространенным типом конструкции. Можно сказать, что шасси выстой 2U, в которое можно установить четыре серверных модуля половинной ширины, на сегодня стало столь же привычным, как и обычный рэковый сервер 1U или 2U полной ширины.

А вот решения большей высоты – это всякий раз аутентичная конструкция. Каждый вендор – HPE, Huawei, Lenovo – предлагает тут конструктивно совершенно разные системы. Адаптация под конкретное применение решается в каждом случае индивидуально.

Системы в конструктиве 2U

Наиболее распространенным типом шасси на рынке сверхплотных серверов является конструктив высотой 2U, в который можно установить до четырех серверных модулей. Сами шасси – это стандартный корпус для установки в любую 19-дюймовую стойку. Есть, впрочем, одно исключение: это решения Aquarius для стойки AQube 2.0, выполненной в соответствии с открытым стандартом Open Compute. Ее двухюнитовые AQFxxx сверхплотные узлы предназначены для комплектации именно этой стойки.

В целом модули для сверхплотных серверов можно подразделить на универсальные и специализированные.

Универсальные по аппаратной начинке – это самые обычные серверы общего применения. Такие модули представляют из себя реализованный в конструктиве половинной ширины двухсокетный сервер на Xeon E5-2600. В сравнении с рэковыми аналогами 1U в этих серверах обычно только 16 слотов DIMM вместо 24, допустимых используемой в них платформой Xeon E5.

К специализированным следует отнести решения, ориентированные на сферу высокопроизводительных вычислений. Например, ноды на базе процессоров Xeon Phi. Этот чип в основе своей является процессором x86 с бОльшим числом ядер CPU, плюс реализует вычисления с плавающей запятой двойной точности. Серийные односокетные серверы на этой базе появились недавно. Они ориентированы на задачи с большим параллелизмом потоков, обработку больших векторов. То есть на сферу научных расчетов главным образом, а также на задачи аналитики и разработки.

Схожей направленностью – высокопроизводительные вычисления – обладают решения, предполагающие использование графических процессоров для помощи в расчетных задачах. В связи с этим должна быть предусмотрена конструктивная возможность для установки полноразмерных карт PCIe. К этому классу относятся, например, модули двойной высоты (по два на шасси.): Fujitsu Primergy CX2570 и HPE ProLiant XL190r.

Все решения 2U можно поделить на две группы по подходу к использованию дискового пространства. Ранее многие сверхплотные модули имели собственные диски, конструктивно установленные в самих модулях; как в обычных рэковых серверах, только сильно меньшее их число, естественно. Есть такие варианты и сейчас: Aquarius AQF, Primergy CX1640, FusionServer XH310. Но эта дисковая емкость предназначена, скорее, для ПО; для данных же предполагается использование внешних дисковых полок.

Однако основную роль сегодня играет иной конструктивный подход: диски устанавливаются в шасси и используются совместно в режиме разделения между бездисковыми серверными модулями. Пожалуй, здесь чувствуется влияние гиперконвергентной тематики, где виртуализация подсистемы хранения – это основной лейтмотив. А с общим дисковым пулом она реализуется явно удобнее.

Системы в конструктивах от 4U и больше

Сверхплотные системы с выстой корпуса от 4U – это в каждом случае индивидуальное решение, как конструктивно, так и по целевой направленности. Типизировать их как-то единообразно невозможно, ну, разве что во всех используется принцип кассетной компоновки и объединенная система питания и охлаждения.

Самым известным решением в сфере сверхплотных серверов выступает весьма широкое по номенклатуре семейство HPE Apollo. Изначально эти бескорпусные серверы были ориентированы исключительно на сферу HPC. Значительная их часть в этой сфере и осталась, однако семейство расширилось и за счет других областей применения. В конечном счете все решения Apollo имеют четкую направленность на конкретный тип задач. (На самом деле, семейство включает и решение уровня полной стойки, но мы все-таки не стали их включать в данный обзор как совершенно иной класс систем.)

Так, под задачи хранения и обработки больших массивов предназначены решения серии Apollo 4500. Они могут комплектоваться различными модулями – от одного до трех на шасси, которые совместно используют внушительный массив накопителей. И это единственный случай из представленных многомодовых систем, когда действительно емкая дисковая подсистема является встроенной конструктивно на уровне серверного шасси. Во всех иных случаях предполагается использование внешних полок СХД.

Но главное не в этом, а в том, что каждый модуль семейства 4500 имеет четкое позиционирование на конкретную задачу по обработке больших массивов данных. В одних случаях (4530) достигается большое число дисков на всего два процессора – это общие задачи хранения. В случае 4520 это меньшее число дисков, но два двухсокетных сервера, и это уже, скорее, сервер электронной почты или что-то подобной. Решения, требующие обработки большего числа потоков, скажем, Apachee Hadoop, задействуют уже три серверных модуля 4510.

А вот семейство Apollo 6000 нацелено в большей мере на сложные математические приложения. Тут можно установить до 10 серверов одинарной толщины (XL230/XL260), либо использовать модули двойной толщины (XL250) с дополнительными разъемами под сопроцессоры в виде GPU. Решение на базе Apollo d6000 ориентировано на обработку потоков данных. 

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