Односокетное будущее серверов

 

Тому есть ряд причин: 

• Плотность упаковки физических ядер на процессорное гнездо  

AMD уже два года продает 16-32 ядерные EPYC под однопроцессорные системы. Intel запускает моно-серию 20-24-ядерных Xeon Gold U. К внушительному количеству ядер прилагаются просторные магистрали опроса памяти и периферии: 8 каналов RAM/128 линий PCIe у AMD, 6/48 у Intel. Многим наборам приложений такого одного CPU хватает с головой.  

• Неэффективное использование двухпроцессорных серверов

Дело даже не в том, что треть их отгружается с одним CPU (а до покупки второго обычно не доходит). Сменив двухсокетную систему с 8-12 ядрами на CPU на односокетную 24-ядерную, мы не теряем в производительности, выигрывая во всем остальном.

• Дизайн плат и платформ 

У односокетных все проще: нет разделяемых процессорами ресурсов, серверных и южных мостов, распределения и мультиплексирования шины PCIe. C контроллером памяти в процессоре легко набирается нужный объем RAM, без балансировки банков памяти двух CPU.

• Экономная кластеризация

Для минимального HCI-кластера на трех односокетных серверах потребуется 3 CPU – против 6 на двухсокетных. Оптимизируя производительность и устойчивость к сбоям, вычислительные ресурсы распределяют по «легким» узлам. Масштабируются кластеры однородными серверами, от избыточной мощности которых проку нет. 

• Стоимость ПО

Посокетное лицензирование ПО стимулирует уменьшать число CPU. По оценке Gartner, односокетные серверы экономят 50% стоимости лицензий VMware vSAN. При лицензировании по ядрам гранулировать ресурсы и отчисления тоже проще.

• NUMA

Процессорные ядра, помещенные на одну подложку, обходятся без кластеризации с неоднородным доступом к памяти (NUMA) – как в случае двух и больше CPU. В многопроцессорных системах NUMA повышает производительность распределением процессов так, чтобы вычислительные ядра обращались к локальной памяти (через свой контроллер), а не к «дальней» ее области (через контроллер CPU-соседа). Какой бы качественной ни была реализация NUMA, доступ к своей памяти быстрее доступа к соседской. В односокетных серверах вся память – «своя». А вот как ведут себя сетевые задержки в двухсокетных нагруженных системах с NUMA:

• Перераспределение процессорных линий

Избавляясь от NUMA и межпроцессорных соединений вроде QPI или UPI, можно поднять пропускную способность памяти, PCIe или будущих шин. Например, дать всем NVMe-накопителям прямое подключение к CPU, без накладных расходов коммутаторов PCIe.

Атака AMD

Год назад на двухсокетные серверы Intel Xeon приходилось около 80 процентов отгрузок серверов, на односокетные - около 10 процентов, на машины с четырьмя сокетами или более - оставшиеся 10 процентов. Пока Intel  выводила на рынок высокочастотный процессор для рабочих станций Xeon W и планово замещала 4-ядерные Xeon E3 4-6 ядерными Xeon E, AMD растила новый сегмент односокетных серверов - на многоядерных EPYC. Цель амбициозна - отгрызть (снизу) до 40% рынка двухсокетных систем Intel Xeon SP. 

У AMD получается: кроме HPE и Dell уже в деле VMware, Microsoft, Baidu, появились новые тарифные планы AWS. Dropbox выбрал односокетные системы на AMD EPYC 7351P в качестве основной платформы развития. 

 

Запуск Intel линейки Xeon Gold 62xxU говорит о том, что битва только начинается. Стремительное удешевление оперативной и флэш-памяти, при стабильных ценах на CPU, позволяет уплотнять вычислительные ресурсы вокруг одного процессора и дополнительно подталкивает спрос на односокетные системы.

 

Чего ждать? 

У AMD на выходе новое поколение процессоров EPYC «Rome» - на архитектуре Zen2 с техпроцессом 7nm, до 64 физических ядер. В односокетных системах у AMD остается превосходство над Intel Xeon Gold U по запасу линий PCIe. Для серверов под производительное хранение это позволяет напрямую подключать NVMe к CPU без дополнительных коммутаторов PCIe, в конструктиве 1U / 10 x NVMe и 2U / 24 x NVMe. 

 

В планах Samsung - выпуск модулей 256GB RDIMM. Не за горами PCIe 4.0 и память DDR5. Концентрация вычислительных ресурсов в односокетных серверах быстро сделает их фаворитами датацентров.

 

Осталось недолго.