Серверные перспективы

28 январь, 2021 - 17:35Антон Толмачев

Наш мир динамичен, а происходящая цифровая трансформация бизнеса заставляет задуматься о том, что ждет современные ИТ-инфраструктуры в будущем, хотя бы в ближайшем.

Чтобы спрогнозировать изменения, которые ожидают серверный сегмент, скажем, лет через десять, попробуем оттолкнуться от анализа того, что было те же 10 лет назад. Так, в линейке Lenovo в 2010 году максимальная конфигурация включала шестиядерный процессор с поддержкой тактовой частоты около 3 ГГц и с тепловым пакетом 95 Вт. Максимальный объем оперативной памяти составлял 288 ГБ. Платформа оснащалась четырьмя слотами PCIe Gen 2, а ее общая потребляемая мощность была в пределах 675 Вт. Встроенная система хранения включала 16 2,5-дюймовых накопителей.

Сегодня же в линейке Lenovo имеются серверы с 64-ядерными процессорами, которые работают примерно на той же тактовой частоте 3 ГГц, но их тепловой пакет вырос до 225 Вт. В состав системы входит до 4 ТБ оперативной памяти, а платформа оснащена 8 слотами PCIe  Gen4. Блок питания обеспечивает мощность 1800 Вт. А в состав СХД входит до 40 2,5-дюймовых дисков.

Сравнив указанные конфигурации, можно спрогнозировать, что на пороге следующего десятилетия сервер будет базироваться на 500-ядерном процессоре, работающем с частотой 3 ГГц. Тепловой пакет подобного чипа можно оценить в 500 Вт. Объем оперативной памяти увеличится до 32 ТБ. А вот число слотов расширения, вероятно, останется прежним, изменится лишь применяемый протокол на PCIe Gen6. В результате общая потребляемая сервером мощность достигнет 3500 Вт. В то же время, принципиальные изменения в системе хранения данных вряд ли произвойдут.

Согласитесь, прогнозируемый состав сервера 2030 года выглядит более чем впечатляюще. Но будут ли к тому времени достойные такой производительности задачи? Можно не сомневаться, что такой «монстр» вряд ли будет простаивать без дела. Достаточно вспомнить, насколько быстро увеличивается объем генерируемой в мире информации, начиная с выкладываемых на облачные сервисы фото и видео и заканчивая данными, получаемыми автомобилями с автономным управлением. Потоки данных в цифровом мире через десятилетие будет исчисляться в зетабайтах. И для работы с этой информацией потребуются соответствующие вычислительные ресурсы.

Почему же процессоры стремительно наращивают число ядер, а не тактовую частоту? Дело в том, что рост частоты упирается в экспоненциальный рост потребляемой мощности. Поэтому прирост общей производительности происходит за счет увеличения удельного числа выполняемых инструкций на один такт. И число ядер продолжит расти. Но это потребует соответствующго использования алгоритмов с распараллеливанием вычислений.

Увеличение числа ядер закономерно приводит к росту объемов оперативной памяти, но как показали исследования, полоса пропускания DDR остается неизменной при числе ядер более 16. Поэтому потребуется использование большего числа каналов или памяти нового типа.

Еще одним архитектурным усовершенствованием серверных платформ станет широкое внедрение, так называемой, постоянной памяти (persistent memory), которая сотрет границу между ОЗУ и СХД. А главной тенденцией развития систем хранения данных станет переход к твердотельным накопителям, что же касается их числа, то оно ощутимо наращиваться не должно, будет лишь увеличиваться емкость.

Но что же делать с быстро увеличивающимся тепловыделением серверов? Есть все основания полагать, что справиться с этой задачей можно с помощью систем жидкостного охлаждения. Ресурс воздушного ограничен физическими размерами корпусов. В настоящее время Lenovo внедряет уже четвертое поколение жидкостных систем для серверов. И как показывает опыт эксплуатации серверов, оснащенных решением Neptune, они в состоянии гораздо дольше выдерживать максимальные вычислительные нагрузки без снижения надежности.

И в заключение еще один важный тренд - так называемые, краевые вычисления (edge computing). Распределяя выполнение задачи, требующей значительных вычислительных ресурсов, на большое число серверов, можно избежать перегрузки дата-центров, чьи возможности по энергоснабжению и охлаждению ограничены.

Возможно, у вас есть собственные наблюдения - как будут развиваться серверные технологии. Давайте обсудим.