Односокетные кирпичики серверной инфраструктуры

Многие годы базовым стандартом вычислителей были двухпроцессорные серверы. AMD задает тренд на однопроцессорность.

Вице-президент Dell по серверной инфраструктуре Роберт Хормут считает серверное будущее односокетным: у процессоров достаточно ядер, каналов доступа к памяти и обслуживаемых линий PCIe. Пока что столбовая дорога корпоративного рынка вымощена двухпроцессорными серверами, но рост ядерного потенциала сдвигает спрос в сторону однопроцессорных – из-за покрытия ими все большего поля приложений. Топология их системных плат проще, разработка и производство дешевле. Затраты компаний на серверы и масштабируемые кластеры серверов ниже, особенно, если ПО лицензируется посокетно.

Всему виной (опять) AMD. Когда компания запустила линейку серверных чипов EPYC 7xx1 (Naples), оказалось, что одного 32-ядерного / 64-поточного процессора хватает для обработки многих нагрузок. Второе поколение процессоров AMD EPYC 7xx2 (Rome) включает 64-ядерные CPU. Как и в первом, в нем есть подсемейство с буквой P – под односокетные системы: 

Основные козыри AMD EPYC 7002P:

• До 64 ядер / 128 потоков
• 8 каналов памяти DDR4-3200
• 128 линий PCIe
• Эффективное энергопотребление

Благодаря преемственности по процессорному гнезду SP3, переход на новое поколение CPU не затянется. На платах появится PCIe 4.0, но в целом, охват возможностей можно оценить уже сейчас, глядя на существующие односокетные решения под AMD EPYC: Dell PowerEdge R6415, HPE ProLiant DL325 Gen10 или ASUS RS500A.

CPU
Маневр от 8 ядер 7252P до 64 ядер 7702P в рамках одной платформы упрощает построение унифицированной модульной инфраструктуры. Их TDP не превышает 200W – что способствует высокой плотности вычислений в стойках дата-центра.

RAM
В типовом конструктиве односокетных платформ - 16 посадочных мест под память DDR4-3200 с высокой пропускной способностью. Поддерживается до 4TB RAM. Доступными по цене 32GB RDIMM (~$200 за модуль) можно набрать 512GB RAM.

Накопители
В платформу 1U становятся 4 диска 3.5” или 10-12 накопителей 2.5” с горячей заменой. При заказе сервера Dell или HPE можно выбрать конструктив передней панели и тип подключения – вплоть до 8 х 2.5” SAS/SATA/NVMe + 2 x 2.5” NVMe. У ASUS есть вариант  8 х 2.5” SAS/SATA/NVMe + 4 x 2.5” NVMe. Процессор AMD EPYC обслуживает 128 линий PCIe, из которых к NVMe SSD можно напрямую подвести хоть и 48, по 4 линии на 12 накопителей U.2. С одним Intel Xeon Scalable (48 линий PCIe вообще на всю периферию) так не получится.

Расширения
Запас линий PCIe расширяет возможности обмена данными. В Dell PowerEdge R6415 есть два слота x16 PCIe 3.0 под периферию и несколько сетевых опций. В шасси HPE Proliant DL325 Gen10 – три слота PCIe 3.0, а в дополнение к 4 встроенным интерфейсам 1GbE можно выбрать адаптеры FelexibleLOM c пропускной способностью от 1GbE до 4 x 10GbE. Райзер-«бабочка» ASUS RS500A позволяет поставить в сервер две платы расширения: x16 и x8. Кроме того, платформа поддерживает сетевые адаптеры индустриального стандарта OCP 2.0. Системным интеграторам и пользователям это на руку – мезонины от живой и развивающейся экосистемы OCP удобнее специфических изделий вендоров.   

Qui prodest?
Современные 1U-платформы просты, недороги, энергоэффективны. Они удобны сами по себе и в программно-определяемых сочетаниях.

Вот некоторые из очевидных применений:

• Гиперконвергентные системы

Запас по ядрам, оперативной памяти, накопителям важен для плотности виртуализации HCI. Для распределения вычислений имеет значение свобода подключения периферии и умеренная цена расширения инфраструктуры. Масштабирование стандартными «легкими» серверами снижает стоимость владения и уменьшает риски простоя.

• Программно-определяемое хранение

В обслуживании (объемных) потоковых данных такие серверы могут играть роль контроллеров при емких JBOD. В критичных к задержкам приложениях десяток NVMe превращает сервер на одном AMD EPYC в высокопроизводительное хранилище. Горизонтально-расширяемые хранилища SDS получаются простыми и относительно недорогими.

• Машинное обучение

HPE прямо в описании ProLiant DL325 Gen10 предлагает использовать графические процессоры NVIDIA Tesla в паре с AMD EPYC. Дойдет дело и до AMD Radeon Instinct.

• Транскодирование

Сервисы потокового вещания и выдачи видео по запросу (VOD) постоянно поднимают стандарты качества и скорость подготовки контента. Это вотчина многоядерных систем.

Универсальные платформы, обладающие достаточным вычислительным потенциалом, становятся типовыми строительными модулями серверной инфраструктуры. C позиций редукционизма (принципа бережливости, закона экономии) одноюнитовые односокетные серверы на AMD EPYC как нельзя лучше подходят под оккамовское «не следует множить сущее без необходимости».