На протяжении ряда лет сохранялись ожидания, что микросерверы займут свой уголок в ЦОДе и тем самым позволят малопотребляющим процессорам на базе ARM-архитектуры проникнуть в серверные комнаты. Но сбудется ли прогноз, согласно которому каждый десятый сервер, выпущенный в 2016 г., будет принадлежать к категории микросерверов?

Нет, говорит Дэйв Хилл, старший системный инженер корпорации Intel, выпустившей ряд нацеленных на рынок микросерверов процессоров с низким энергопотреблением на базе системы на кристалле (SoC) Atom. «Три или четыре года назад, когда мы завершали разработку нашей линейки продуктов SoC Atom, мы полагали, что микросерверы образуют сегмент рынка номер один, — сказал он. — Есть несколько дизайнов микросерверов, но это гораздо более узкий рынок по сравнению с рынками „холодного“ хранения и сетевого оборудования».

Хилл ожидает, что реальные поставки микросерверов составят одну десятую от объемов, называвшихся в самых оптимистичных прогнозах. «На сегодняшний день это совершенно не интересно. Вырастут ли поставки за год с одного до двух процентов? Может быть. А до 20%? Ни в коем случае», — сказал он.

Микросерверы — это потребляющие мало энергии серверы, предназначенные для установки в кластеры с плотным размещением и распределения простых вычислительных задач между тысячами процессорных ядер. Считается, что кластеры с плотным размещением потребляющих мало энергии серверов могут решать некоторые распараллеливаемые задачи более эффективно, чем меньшее число мощных процессоров. В результате можно получить более высокую производительность на 1 Вт потребляемой энергии и на единицу площади ЦОДа — важные показатели снижения затрат при использовании большого количества серверов.

Так почему же микросерверы не получили ожидавшегося распространения? Главная причина кроется в их производительности, говорит Хилл. Ожидалось, что большим рынком для микросерверов станет обслуживание статичного и малодинамичного контента для Интернета. Но на сегодняшний день предназначенные для микросерверов SoC с архитектурой как x86, так и ARM не обеспечивают той производительности, которая необходима для удовлетворительного обслуживания интернет-стека, сказал он.

«Масса доступного сегодня в Интернете ПО была написана между 2005 и 2010 гг. Для каких процессоров его писали? Для Xeon — семейства серверных процессоров Intel. Поэтому такое ПО должно работать на одном потоке Xeon и использовать возможности Xeon. На менее мощном процессоре оно будет работать не слишком хорошо, — сказал он. — Facebook широко объявила о том, что для развертывания внешнего интернет-интерфейса ей, как минимум, необходимы компоненты с тактовой частотой 2,5 ГГц и показателем SPECint где-то в районе 500. Ни один из выпускаемых сегодня компонентов не попадает в эту категорию».

Правда, инжиниринговая группа Linaro работает над повышением производительности набора LAMP и другого важнейшего ПО для веб-серверов на SoC с архитектурой ARM. Летом этого года Linaro заявила, что близка к тому, что основные приложения для корпоративных веб-серверов смогут работать на SoC с архитектурой ARM.

Другим препятствием на пути широкого распространения микросерверов Хилл считает отсутствие у них гибкости. HP рекламирует свои микросерверы линейки Moonshot в качестве «конфигурируемых приложениями» серверов, созданных на базе SoC, схемотехника которых урезана до необходимой при решении хорошо изученных задач.

При подобном подходе трудность заключается в том, что задачи не являются статичными, сказал Хилл: «От своих клиентов мы слышим следующее: мое приложение меняется так быстро, что я не могу сказать, будет ли данный микросервер соответствовать моим потребностям через полгода, а тем более через год. Если я привяжу себя к этой машине, а мне потребуется больше вычислительной мощи, чем может предоставить узел микросерверов, то куда мне обратиться?».

Подобные быстро меняющиеся задачи лучше запускать на виртуальных машинах с обычными процессорами, считает Хилл. Количество виртуальных машин может масштабироваться по мере необходимости, а используемое оборудование не привязано к конкретному приложению. «Наши клиенты просто-таки вырывают целые кодовые базы и переписывают их каждые несколько лет, поскольку это необходимо для масштабирования решений, — сообщил он. — Изменчивость кода такова, что привязка к небольшому вычислительному устройству их пугает, поскольку они не знают, будет ли оно соответствовать их потребностям через несколько лет. Не то чтобы микросерверы мертвы. Просто крайне маловероятно, что будет достигнут переломный момент, когда они составят большинство представленных на рынке систем».

Хотя HP активно продвигает свою линейку микросерверов Moonshot, в которой используются процессоры Intel с архитектурой x86, а в последнее время также SoC на базе архитектуры ARM, корпорация перенесла срок, после которого эти серверы начнут приносить дивиденды, с 2014 на 2015 г.

Хилл сказал, что следующее поколение SoC с архитектурой Haswell с уменьшенной до 14 нм технологической нормой, именуемое Xeon D, может стимулировать спрос на микросерверы, когда станет доступным в 2015 г., поскольку оно преодолевает «порог минимальной вычислительной мощности, необходимой множеству различных провайдеров облачных сервисов».

Компания ARM и ее партнеры утверждают, что первые SoC для микросерверов на базе архитектуры ARM v8 в отличие от процессоров Intel Xeon E3 дают заметный экономический эффект. Они приводят расчеты, согласно которым экономия при построении веб-серверов из трех стоек с процессорами Intel Xeon E3 1200 v3 и одной стойки с 64-разрядными процессорами первого поколения X-Gene производства Applied Micro, имеющими архитектуру ARM v8, может составить почти 140 тыс. долл. Однако, это исследование проводилось по заказу AppliedMicro и HP. Последняя продает серверные картриджи ProLiant m400 с процессорами X-Gene.

Intel, в свою очередь, доказывает, что ее предназначенная для микросерверов SoC Avoton имеет на 20-30% более высокую производительность, чем X-Gene, потребляя при этом меньше энергии.

Помимо микросерверов

Рынок микросерверов еще не сформировался. Но есть одна область, где, согласно ожиданиям Intel, ее SoC с низким расходом энергии будут востребованы. Это сетевые устройства. Intel надеется, что ее SoC Atom следующего поколения под названием Denverton найдут применение в нижнем сегменте сетевого рынка, а позднее процессор Xeon D и его преемники, возможно, будут использоваться в среднем и высшем сегментах, к которым относятся продукты типа Cisco Catalyst 6000.

Intel купила подразделение Axxia компании LSI, что сделало ее обладательницей интеллектуальной собственности, необходимой для включения в процессоры специальной логики для ускоренного решения важных сетевых задач, таких как шифрование, дешифровка и передача пакетов, сказал Хилл.

«Мы считаем, что по количеству потребляемого кремния этот рынок примерно равен рынку серверных процессоров. Так что это крупный совершенно доступный рынок, и сегодня наша доля здесь составляет, может быть, 5%. Мы очень хотим выйти на рынки, где, по нашим ощущениям, мы со временем могли бы стать игроком номер один или номер два. Имеющиеся у нас сегодня продукты выводят нас в нижний сегмент сетевого рынка», — сказал он, имея в виду семейство Intel Atom с тепловыделением (TDP) менее 20 Вт.

Хилл прогнозирует также значительный рост поставок процессоров Intel для рынка «холодного» хранения (данные однократно записываются и редко считываются). Facebook, сказал Хилл, испытывает огромную потребность в «холодном» хранении для 350 млн. фотографий, которые участники этой сети ежедневно в нее загружают.

Недавно Intel и Facebook разработали в рамках проекта Open Compute дизайн печатной платы устройства «холодного» хранения Honey Badger. Это устройство, которое будет применять Facebook, вмещает 180 Тб данных в форм-факторе 2U и использует семейство процессоров Intel Atom C2000.

На рынке как сетевого оборудования, так «холодного» хранения Intel столкнется с конкуренцией со стороны компании ARM и ее партнеров — с SoC для сетевого оборудования и устройств хранения на базе 64-разрядной архитектуры ARM v8, которые будут выпускать AMD, Applied Micro и Cavium.

Своим основным клиентам Intel предлагает также специализированные микросхемы — стандартные процессоры Intel с дополнительной логикой для решения их задач. Хилл сказал, что Intel продает клиентам свыше 35 специализированных процессоров Xeon E5 v3. Наиболее свежий пример — заказной процессор, который будет поддерживать новый, оптимизированный для вычислений тип экземпляра EC2, известный как C4, на платформе Amazon Web Service EC2.

Версия для печати