Bemutatkoznak a HP AlphaServer EV7 rendszerei

Igazából csak felfogás kérdése, hogyan tekintünk a HP AlphaServer "Marvel" rendszerek bejelentésére. Egyfelől örülnünk kell, hiszen a vállalat mérnökei és marketingesei szerint a valaha gyártott legnagyobb teljesítményű AlphaServer számítógépekről van szó, az apropó azonban kissé szomorkás is, ugyanis a gépekben használt EV7 processzor gyakorlatilag az Alpha család architekturális fejlesztéseinek utolsó lépcsője. Az Alpha chipek története egyébként 1988-ig vezethető vissza, az első Alpha-alapú rendszerek szállítása pedig 1992-ben kezdődött meg, ezek voltak az első "igazi" 64 bites számítógépek.

Az Alpha processzorok története

Processzor	Megjelenés éve	Órajel	Csíkszélesség	Tranzisztorok száma
Alpha EV4	1992	150-200 MHz	0,75 mikron	1,7 millió
Alpha EV5	1995	250-300 MHz	0,5 mikron	9,3 millió
Alpha EV56	1996	400-625 MHz	0,35 mikron	9,3 millió
Alpha EV6	1998	500-600 MHz	0,35 mikron	15 millió
Alpha EV67	1999	600-800 MHz	0,25 mikron	15 millió
Alpha EV68	2000	833-1250 MHz	0,18 mikron	15 millió
Alpha EV7	2003	1000-1150 MHz	0,18 mikron	152 millió
Alpha EV79	2004?	? MHz	0,13 mikron	152 millió

A napokban bejelentett AlphaServer ES47, ES80, GS1280 és SC1280 rendszerek alapja, az Alpha EV7 (21364) processzor 1998-ban, a Microprocessor Forum rendezvényen debütált a nyilvánosság előtt, vagyis viszonylag új, modern koncepció, ami érződik is rajta. Maga a chip valójában nem más, mint a még mindig versenyképes teljesítményt nyújtó EV68 processzormag kiegészítve két memóriavezérlővel, egy I/O-vezérlővel, 1,75 Mbyte másodszintű gyorsítótárral, valamint egy glueless SMP többutas megvalósítást lehetővé tevő interprocesszor (IP) interfésszel. Az EV7 az IBM félvezetőgyáraiban készül 0,18 mikronos csíkszélességgel. A 152 millió tranzisztort tartalmazó chip mintegy 400 mm² méretű.

Az EV7-ben található EV68 processzormag gyakorlatilag lényegi változás nélkül került át az új lapkába, ami azt eredményezte, hogy a már meglevő alkalmazások változtatás és optimalizálás nélkül futnak. Az EV68 egy hétfokozatú futószalaggal rendelkező, négyutasan szuperskalár out-of-order RISC processzor, amelyet 64 kbyte elsőszintű utasításcache-sel és ugyanekkora adatcache-sel láttak el. Az elsőszintű gyorsítótár késleltetése 2 órajelciklus, azonban "lomhaságát" ellensúlyozza nagy mérete.

Az Alpha EV7 processzormag

A másodszintű, 6 utasan asszociatív cache mérete 1,75 Mbyte, késleltetése 12 órajelciklus, 1 GHz-es órajelet figyelembe véve a sávszélessége 16 Gbyte/sec. Noha a 12 órajelciklusos késleltetés első látásra soknak tűnik, a tervezők szerint ez biztosította a processzormag szinte változtatás nélküli felhasználhatóságát, másfelől pedig a nagyméretű cache viszonylag alacsony fogyasztását.

Az Alpha EV7 a nagyteljesítményű asztali gépekből, játékkonzolokból és hálózati eszközökből már jól ismert Rambus DRAM memóriát használja. A processzorban két független RDRAM-vezérlő kapott helyet, amelyek egyenként 4+1 csatornásak, így 1 GHz-es órajelet figyelembe véve 12 Gbyte sávszélességet biztosítanak. A Rambus DRAM memória használata mellett egyrészt az szólt, hogy a processzor tervezésének kezdetén még ez látszott a jövő szabványának, azonban ennél is fontosabb, hogy ez a memóriatípus biztosítja vezetékenként a legnagyobb sávszélességet.

A két memóriavezérlő 4+1 csatornájából a "+1" egy RAID-jellegű adatvédelmet lehetővé tevő csatorna, amelynek segítségével akár egész memóriamodulok meghibásodása esetén is biztosítható a zavartalan rendszerműködés és az adatok integritása. A memóriavezérlő, illetve a memóriarendszer a processzor órajelével egyenes arányban skálázódik. Az EV7-alapú rendszerek processzoronként legfeljebb 32 Gbyte memóriát támogatnak, vagyis egy elméletileg teljes kiépítettségű, 128 processzort tartalmazó szerver legfeljebb 4 Tbyte memóriát képes kezelni.

[oldal:Skálázhatóság]

Az új AlphaServer rendszerek nagymértékű skálázhatóságát az EV7 processzorba épített interprocesszor (IP) interfész biztosítja. Ez a csomagkapcsolt elven működő protokoll teszi lehetővé, hogy akár 128 processzort tartalmazó glueless SMP rendszerek legyenek építhetők. Minden processzor összesen 4 portot tartalmaz, amelyeken keresztül más processzorokkal kommunikál.

64 processzoros EV7 rendszer vázlata

Az égtájakról elnevezett 4 IP port sávszélessége egyenként 6,2 Gbyte/sec. A csomagkapcsolt adatátvitel miatt az adatok ugyanúgy "utaznak" a processzorok között, mint az interneten küldött csomagok a hálózati eszközök között. Minden processzor része egy egyszerű útvonalválasztó, amely a csomag rendeltetési helye alapján egy táblázatból keresi ki a megfelelő irányvektorokat. A csomagok minden esetben először kelet-nyugati, később észak-déli irányban haladnak.

Az alábbi táblázatban egy 64 processzoros EV7 rendszerben előforduló memóriakésleltetési idők láthatók. A középen látható 75 nanosecundumos késleltetés a helyi memóriarendszer saját késleltetése. Az IP hálózatba való be- és kilépéshez egy csomagnak mintegy 30 nanosecundumra van szüksége, a szomszédos processzorok közötti utazás -- figyelembe véve a fizikai paramétereket -- mintegy 18-20 nanosecundumig tart. Az IP hálózat a processzorokhoz képest aszinkron, aminek köszönhetően nem kell egy nagyfrekvenciás órajelet egy nagyméretű rendszerben elosztani, amely egyfelől hibalehetőség, másfelől energiaigényes folyamat.

Az EV7-alapú rendszerekben a memória késleltetése lényegesen csökkent a korábbi generációs AlphaServerekhez képest. Az előző változatokban a négyprocesszoros egységek hierarchiális switcheken keresztül kommunikáltak, ami ahhoz vezetett, hogy a négyprocesszoros egységeken belül a késleltetés azonos volt, azonban azon túl a háromszorosára növekedett. Az EV7 rendszerekben a késleltetés a fent vázolt architektúra miatt ugyan a távolság függvényében növekedik, azonban egy 64 processzoros rendszerben még a legtávolabbi processzorhoz tartozó memória késleltetése is alig nagyobb, mint az előző generációs AlphaServerekben a négyprocesszoros egységekben található memóriáé.

Az EV7 processzorok saját I/O porttal rendelkeznek, amely összesen 3,2 Gbyte sávszélességet biztosít és amelyre egyenként 3 PCI-X/PCI és 1 AGP-vezérlő illeszthető. Az Alpha EV7 érdekessége még, hogy a processzorok integrált logikai analizátort is tartalmaznak, amely a mérnökök szerint nem csupán a fejlesztési időt rövidítette le jelentősen, de a rendszerfelügyeleti és hibakeresési funkciókat is elősegíti.

Az új AlphaServer Marvel rendszerek -- hasonlóan más modern szerverekhez -- modulokból épülnek fel, amelyek egyedi konfigurációk kialakítását teszik lehetővé. A legkisebb építőegységek a kétprocesszoros szekrények, amelyek legfeljebb 64 Gbyte memóriát, rendszerfelügyeleti eszközöket, 5 PCI-X és 1 AGP helyet tartalmaznak, valamint opcionálisan CD-RW és/vagy merevlemezes meghajtókkal is felszerelhetők. Ilyen kétprocesszoros fiókokból épülnek fel az ES47 és ES80 szerverek. Előbbiek legfeljebb 4, utóbbiak legfeljebb 8 processzort tartalmazhatnak.

64 processzoros AlphaServer GS1280

A nagyméretű, 16 vagy annál több processzort tartalmazó GS1280 és SC1280 rendszerekhez fejlesztette ki a HP azt a rendszerfiókot, amely összesen 4 kétprocesszoros modul fogadására alkalmas. Az impresszív méretű és tömegű szerkezet elején és hátulján egy-egy 400 milliméter átmérőjű ventilátor segíti elő a hűtőlevegő áramlását. Az új szerverekhez kétfajta I/O fiók létezik. A standard változatban egy IO7 chip és 12 kártyahely található, a "high performance" kivitelben ezzel szemben 4 IO7 chip és 8 kártyahely kapott helyet. A standard I/O fiók legfeljebb egy processzorhoz kapcsolható, a "high performance" változat azonban akár négyhet is. Utóbbival használható ki igazán a processzorok I/O sávszélessége. A HP mérnökei szernt a "high performance" fiókoknak elsősorban a teljesítményigényes műszaki számítástechnikai piacon lehet jelentősége, például fürtözött rendszerekben.

[oldal:Teljesítmény]

Az EV7-alapú AlphaServer rendszerek meglepően jó eredményt értek el az ipari szabványú benchmark tesztekben, elsősorban a lebegőpontos teljesítményt, valamint a memória-sávszélességet próbára tevő alkalmazásokban teljesítettek kiemelkedően. Az 1,15 GHz-es Alpha EV7 -- a SPEC_CPU2000 teszt szerint -- jelenleg a legnagyobb lebegőpontos teljesítményt nyújtó processzor a piacon, ennél sokkal fontosabb tényező azonban a rendszer skálázhatósága, amelyet a SPECint_rate2000, SPECfp_rate2000 tesztek bizonyítanak, illetve látható, hogy a memória-sávszélességet vizsgáló STREAM tesztben az új AlphaServerek nagyságrendekkel előzik meg a vetélytársakat.

A HP nem titkolja, hogy az új AlphaServer rendszerek elsődleges célpiaca azok a felhasználók, akik már jelenleg is Alpha szervereket használnak, valamint az Oracle Real Application Clustert futtató ügyfelek, illetve a HPTC (high performance technical computing) alkalmazások felhasználói, vagyis laboratóriumok, egyetemek, kutató- és fejlesztőintézetek. Ez egyben azt is jelenti, hogy az AlphaServerek piaci részesedése szinte bizonyosan nem nő jelentősen. A HP-Compaq egyesülés előtt a Compaq -- vagyis az Alpha -- részesedése a UNIX/RISC piacon 7,5 százalék volt, az egyesülés óta a HP PA-RISC és Alpha rendszerei esetében nem tesz közzé külön részesedést. Az EV7-alapú gépeken a Tru64 UNIX 5.1B, valamint az OpenVMS 7.3-1 változata futtatható, illetve a kisebb konfigurációkon (ES47, ES80) Red Hat és SuSE Linux operációs rendszer is rendelkezésre áll. Az AlphaServer EV7 rendszerek természetesen dinamikusan particionálhatók és fejlett rendszermenedzsment eszközöket biztosítanak a felhasználók számára.

Az EV7-alapú AlphaServer rendszereket a HP máris szállítja, azonban jelenleg még csak a 16 vagy annál kevesebb processzort tartalmazó változatok elérhetők, a nagyobb szerverek csak az év közepétől lesznek kaphatók. Óriási eredményről számolt be a HP akkor, amikor közölte, hogy Magyarországon idáig összesen 6 GS1280 rendszerre érkezett be megrendelés, amelyek közül 4-et már le is szállított a vállalat, ezek beüzemelése és tesztelése jelenleg is folyik az ügyfeleknél. Cikkünk megjelenésekor már a hetedik megrendelés is megérkezett a HP-hoz. Hogy pontosan mely vállalatok vásárolták meg ezeket a rendszereket, azt a HP képviselői nem árulták el, mindössze annyit lehet tudni, hogy egyikük egy telekommunikációs szolgáltató, a másikuk pedig a pénzügyi szférában tevékenykedik. A 7 eladott GS1280 azt jelenti, hogy Magyarországra került az eddig Európában értékesített ilyen szerverek több mint negyede.

Az új HP AlphaServer rendszerek

Az EV7 processzor az Alpha architektúra utolsó lényeges fejlesztési állomása. A vállalat 2004-ben még piacra dobja az EV79-et, amely az EV7 0,13 mikronos csíkszélességgel és SOI technológiával gyártott változata, némileg magasabb órajelen. A vállalat feltett célja, hogy -- korábban bejelentett terveinek megfelelően -- teljes nagyvállalati infrastruktúráját Intel Itanium alapokra helyezze át. Ennek megfelelően az EV7 tervezőcsapata már hónapok óta az Intelnél folytatja munkáját, az EV79 befejezése után pedig az Alpha-csapat munkatársai teljes egészében az Intelt erősítik. A HP ígérete szerint az Alpha processzoros rendszerek legalább 2006-ig kereskedelmi forgalomban lesznek és 2011-ig támogatást is nyújtanak hozzájuk.

Szólj hozzá a fórumban!

A cikk elkészítésében sokat segített Ódor Tamás, amiért ezúton szeretnénk köszönetet mondani.