Даешь девять ядер на одно шасси! Blade-сервер на базе девятиядерного процессора IBM Cell
13 февраля 2006
Рубрика: Новости.
Автор: .

pic  pic
В то время как Intel и AMD активно продвигают многоядерные процессоры, альянс STI (Sony, Toshiba и IBM) предлагает решения на основе “клеточной архитектуры” процессоров Cell. 8 февраля 2006 года IBM представила blade-систему на базе Cell Broadband Engine. По утверждению компании IBM, этот компьютер открывает новую эру в области вычислений, активно использующих графику.

На прошедшей 8 февраля 2006 года в Нью-Йорке пресс-конференции корпорация IBM® представила новую blade-систему на базе Cell Broadband Engine™ (Cell BE). Новая система IBM на базе Cell BE ориентирована на компании, которым требуется высокая плотность установки вычислительных ресурсов, а также уникальные возможности процессора Cell BE, позволяющие выполнять приложения, активно использующие графику.

Процессор Cell BE, созданный на основе архитектуры Power™, является результатом совместной разработки корпораций IBM, Sony Corporation, Sony Computer Entertainment Inc. (далее Sony Corporation и Sony Computer Entertainment Inc. именуются Sony Group) и Toshiba Corporation. Cell BE – это процессор на базе передовой архитектуре Power, оптимизированный для выполнения высоких вычислительных нагрузок и широкополосных медиа-приложений – таких, например, как игры и развлекательные программы, видео и другие ресурсоемкие формы цифрового контента.

Предварительный показ системы на базе процессора Cell BE состоялся в Нью-Йорке в рамках проведенной корпорацией IBM презентации новых продуктов семейства BladeCenter®. Благодаря процессору Cell BE представленная система быстрее справляется с такими задачами, 3D-рендеринг, сжатие и шифрование данных и т.д. Это позволяет создавать и исполнять современные высокореалистичные интерактивные приложения.

Применение революционной многоядерной архитектуры Cell BE в сочетании с поддержкой высокоскоростных коммуникаций существенно улучшает характеристики систем для индустрии развлечений и исполнения ресурсоемких медиа-приложений, обеспечивая минимальное время отклика и поддерживая работу в режиме реального времени. Благодаря передовым многопроцессорным технологиям, которые используются в ведущих серверах IBM, процессор Cell BE обеспечивает эффективную производительность на уровне настоящего суперкомпьютера и является идеальным решением для выполнения ресурсоемких рабочих нагрузок в самых различных областях, в том числе для обработки цифрового контента, медицинской визуализации, аэрокосмических и военных исследований, коммуникационных приложений и высокопроизводительных вычислений.

Интегрировав процессор Cell BE в ведущую в отрасли систему IBM BladeCenter, корпорация IBM помогает своим заказчикам создавать революционные решения с использованием технологий и опыта IBM в самых различных областях – от потребительской электроники до промышленных систем. Примером этого стало недавнее объявление IBM о сотрудничестве с компанией Mercury Computer Systems, что будет способствовать созданию решений на базе Cell BE, адресованных клиентам целого ряда отраслей. Корпорация IBM и в дальнейшем будет развивать свое сотрудничество с сообществом разработчиков в области совместных решений на базе процессора Cell BE, используя потенциал открытых стандартов, а также через организации Blade.org и Power.org.

Несколько слов о процессоре Cell.

Название процессора происходит от английского слова «cell» — клетка, ячейка. Принципы, заложенные в архитектуру нового чипа, были разработаны в начале 2000 года инженерами IBM. Идея массового параллелизма, на основе которой работает Cell, была заложена в так называемую “клеточную архитектуру” («cellular architecture»), в которой для создания суперкомпьютеров используется множество однотипных процессоров (от 10 тыс. до 1 миллиона), каждый из которых оснащён собственным контроллером RAM и определённым объёмом самой оперативной памяти.
7 февраля 2005 года на конференции ISSCC 2005 (International Solid State Circuits Conference) IBM, Toshiba и SCEI (Sony Computer Entertainment Inc.) рассказали общественности об архитектуре чипа, его применении, и своих будущих планах. Продемонстрированный на ISSCC 2005 прототип процессора был изготовлен по 0,09 мкм тех. процессу (8-слоёв медных соединений) с использованием «кремния-на-изоляторе» (SOI, Silicon-on-Insulator). Количество транзисторов в чипе составляет 234 миллиона, площадь кристалла — 221 мм2 (приблизительно таким же был прототип Emotion Engine).

pic

«Прототип Cell в корпусе BGA»

Каждый SPE ( Синергический Процессорный Элемент- Synergistic Processor Element), в Cell состоит из 21 млн. транзисторов, из которых 14 млн. отводится на локальную память, а 7 млн. — на логику. При этом его размеры составляют 5,81 мм х 2,8 мм (0,09 мкм тех. процесс с применением SOI). Кристалл Cell размещён внутри BGA-корпуса с размерами 42,5 х 42,5 мм. Из 1236 контактов процессора 506 являются сигнальными, а остальные предназначены для питания и «земли».

pic

«300-мм пластина с кристаллами Cell»

На ISSCC 2005 был продемонстрирован прототип, работающий на частоте 4 ГГц. При этом пиковая производительность восьми SPE, по заявлениям инженеров STI, составляет 250 Гигафлоп/с, или 250 миллиардов операций с числами с плавающей запятой (сравните это число с 851 Гигафлоп/с наименее быстрого суперкомпьютера из списка Top500). В лабораториях же STI «трудятся» Cell’ы с частотами от 3,2 до 5,3 ГГц (напряжение питания от 0,09В до 1,3В). Энергопотребление 5,3 ГГц чипа составляет около 180 Вт, 4 ГГц чипа — 80 Вт. При этом стоит учитывать, что эти процессоры — тестовые экземпляры, и изготовлены по «старой» технологии, которая при массовом производстве использоваться не будет.

pic

«Температура ядра прототипа Cell»

Так, SCEI заявила, что процессор Cell, изготовленный по тех. процессу 0,065 мкм с использованием технологий SOI и «напряжённого кремния» (strained silicon) будет потреблять 30-40 Вт при частоте 4,6 ГГц. К тому же в Cell встроены один линейный и десять цифровых датчиков тепла, а также интеллектуальная система динамического понижения частоты процессора с пятью ступенями, позволяющая ещё более уменьшить тепловыделение и потребляемую мощность.

pic

«Блок-схема архитектуры Cell»

Как видно на рисунке выше, архитектура Cell состоит из следующих компонентов:

  • Процессорного Элемента на основе POWER-архитектуры (PPE — POWER Processor Element);
  • Восьми Синергических Процессорных Элементов (SPE — Synergistic Processor Element), ранее называвшихся Присоединяемыми Процессорными Устройствами (APU — Attached Processing Unit);
  • Шины Взаимосвязываемых Элементов (EIB — Element Interconnect Bus);
  • Контроллера Интерфейса Памяти (MIC — Memory Interface Controller);
  • Контроллера Интерфейса Шины ввода/вывода (BIC — Bus Interface Controller).

Синергический процессорный элемент

pic

«Блок-схема архитектуры cинергического процессорного элемента или SPE»

Одной из областей применения Cell аналитики считают рынок цифровых сигнальных процессоров (DSP — Digital Signal Processor), высокая скорость которых обусловлена многопоточным просчётом векторных инструкций. Восемь параллельно работающих SPE позволяют составить достойную конкуренцию специализированным DSP-процессорам. Установка PCI-E-платы с Cell в простой компьютер будет невероятной находкой для музыкантов и учёных.

Если использовать Cell для построения видеокарты (возможен и такой вариант), то SPE могут служить пиксельными шейдерами и будут использоваться для конвейера просчёта. Компания IBM во время ISSCC 2005 заявила, что считает Cell комбинацией процессора и графического чипа. Возможности использования Cell: просчёт физических моделей, тесселяция поверхностей высшего порядка в полигональные модели, инверсная кинематика, скелетная анимация, обработка воксельных данных, анимация частиц, компрессия/декомпрессия видеоданных в формате MPEG4 «на лету», просчёт алгоритма ray-tracing «на лету», преобразование аудиоданных из одного формата в другой «на лету», обработка алгоритмов шифрования, искусственного интеллекта… это предложение можно продолжать очень долго.

Как сообщалось 7 февраля 2005 года, начало массового производства Cell должно было начаться в третьем квартале 2005 года. К тому времени завод IBM в Ист-Фишкилле (штат Нью-Йорк), построенный во времена 0,13 мкм тех. процесса, сможет производить 0,065 мкм пластины с кристаллами Cell. Завод же Sony в г. Нагасаки был изначально построен для Cell. Кроме того, IBM и Sony объявили о готовности вложить 2,5 млрд. долларов США в завод компании Infineon, строительство которого было начато во второй половине 2005 года. Он поможет разгрузить производственные мощности партнёров и увеличить суммарный объём производства. IBM и Sony планируют выпускать вначале по 15 тыс. 300-мм пластин ежемесячно, постепенно увеличивая объем. Благодаря большим объёмам производства (десятки и сотни миллионов чипов в год) цена на процессоры Cell должна быть на приемлемом уровне. Желание STI конкурировать с Intel/AMD означает, прежде всего, ценовую войну. Даже после запуска в производство первых чипов Cell разработка архитектуры будет продолжаться. К 2010 году частоту процессоров, благодаря использованию всё более совершенного тех. процесса, а также оптических соединений между транзисторами, планируется поднять до 10 ГГц. Что ж, поживем – посмотрим.

Новые Blade-системы IBM обрабатывают бизнес-данные в десять раз быстрее

8 февраля 2006 года корпорация IBM представила новые высокопроизводительные компьютерные blade-системы, позволяющие увеличить скорость передачи данных в корпоративных сетях в десять раз.

IBM BladeCenter H, выводят на новый уровень пропускную способность компактных blade-серверов, предоставляя компаниям более чем в 10 раз больше ресурсов для передачи данных по сетям. Благодаря революционным разработкам подразделения IBM Research пропускная способность внутренней подсистемы ввода/вывода каждого из новых blade-серверов увеличена до более чем 40 гигабит в секунду (Гбит/с).

Blade-серверы — это компактные компьютерные системы, которые устанавливаются в специальное шасси, как книги в полку. Шасси IBM, в которое устанавливаются blade-серверы, носит название BladeCenter. IBM предлагает blade-системы с максимальной плотностью вычислительной мощности из всех поставщиков первого ряда — в одно шасси устанавливается 14 полнофункциональных blade-серверов.

Представленные сегодня системы BladeCenter H открывают новые возможности для реализации технологических решений, позволяя собрать все серверы, устройства хранения данных, сетевую инфраструктуру и устройства защиты центра обработки данных в единую компактную структуру. Новые blade-серверы IBM защищают прежние инвестиции заказчиков благодаря совместимости со всеми системами BladeCenter; с другой стороны, все ранее выпущенные blade-серверы и коммутаторы совместимы с новой системой BladeCenter H.

Среди анонсированных 8 февраля IBM blade-серверов и коммутаторов:

  • Blade-сервер на базе девятиядерного процессора IBM Cell – первый продукт IBM на основе процессора Cell, созданный для компаний, которым необходимы возможности революционной многоядерной архитектуры процессора IBM Cell BE для поддержки интенсивных вычислительных рабочих нагрузок и широкополосных мультимедийных приложений.
  • Модель BladeCenter JS21 на базе двухъядерного процессора POWER — первый blade-сервер, оптимизированный для шасси BladeCenter H, и первый blade-сервер во встроенными средствами виртуализации. Эта система идеально подходит для научных расчетов и биоинформатики, grid-вычислений, розничной торговли, производства, нефтегазовой отрасли.
  • Сервер BladeCenter HS20 на базе процессоров Intel со сверхнизким энергопотреблением — blade-сервер с двухъядерным процессором, имеющий лучший в отрасли показатель производительности на ватт потребляемой мощности, — идеальное решение для заказчиков, стремящихся ограничить затраты на электропитание и охлаждение центра обработки данных.
  • Модуль Cisco InfiniBand Switch – коммутатор 4X InfiniBand от Cisco и IBM, обеспечивающий вчетверо более высокую скорость обмена данными, чем коммутаторы предыдущих поколений, разработанный специально для BladeCenter H.

Новые высокопроизводительные blade-серверы идеально подходят для заказчиков, которым необходимо поддерживать мощные и ресурсоемкие приложения — например, высокопроизводительные аналитические программы и хранилища данных в таких отраслях, как финансы, розничная торговля, исследования и разработки, здравоохранение, медико-биологические науки и телекоммуникации. Новая модель JS21 имеет ведущие в отрасли показатели цена/производительность, превосходя конкурирующие системы HP и других поставщиков в ключевых тестах — таких как Linpack, Fasta, SPECint rate2000 и SPECfp rate2000.

IBM BladeCenter — самая популярная в мире blade-система, доходы от ее продаж выросли менее чем за три года на 2600 процентов, и сегодня ей принадлежит более 40 процентов рынка (по данным ежеквартального обзора серверного рынка IDC за 3 квартал 2005 г.) С 2002 года, когда эта система была представлена, IBM уже установила у своих заказчиков свыше 350 тысяч blade-серверов, став первым поставщиком, достигшим этого рубежа.

Новые средства управления для BladeCenter H

IBM представила новые средства управления для BladeCenter H, в том числе:

  • Модуль автономного управления – новый модуль Advanced Management Module, обеспечивающий управление blade-модулями на уровне шасси, автоматизируя операции управления, которые до сих пор приходилось осуществлять вручную. Интегрируется с IBM Director и Tivoli.
  • Power Executive – новый удобный пакет для управления энергопотреблением, позволяющий заказчикам точно оценить потребности центра обработки данных в электропитании, воспользовавшись преимуществами передовых технологий IBM в области питания и охлаждения blade-модулей для поддержки максимальной нагрузки.
  • Расширенная интеграция с IBM System i5 – IBM представила предварительную версию интеграции IBM BladeCenter и xSeries с платформой System i5 с использованием стандартных соединений iSCSI. Такой подход позволит заказчикам использовать средства виртуализации хранения данных, сетевые соединения и ленточные накопители компьютеров System i5 для упрощения эксплуатации инфраструктур на основе Windows-серверов.
  • Интеграция для предприятий розничной торговли — Поддержка OS 4690 позволяет реализовать на BladeCenter H функции контроллера IBM Retail Store Systems.

Цены и сроки поставок

Система BladeCenter H и модуль Advanced Management Module, входящий в стандартную поставку каждой системы IBM BladeCenter, будут поставляться с марта, начальная цена составит 3849 долл. Поставки blade-модуля BladeCenter JS21 начнутся в марте, начальная цена составит 2499 долл. Поставки нового сервера BladeCenter HS20 на двухъядерных процессорах Intel Xeon со сверхнизким энергопотреблением начнутся в апреле, начальная цена составит 1749 долл. (сроки и цены представлены для рынка США).

Новый же blade-сервер на базе процессора IBM Cell BE планируется выпустить только в третьем квартале 2006 г.

Более подробную информацию об этих продуктах можно получить на Web-сайте IBM по адресу: http://www.ibm.com/press/us/en/pressrelease/19198.wss или
www.ibm.com/bladecenter.

Источники: пресс-релизы IBM, www.3dnews.ru

Orphus system
Подписывайтесь на канал infoCOM.UZ в Telegram, чтобы первыми узнавать об ИКТ новостях Узбекистана
В Telegram
В Одноклассники
ВКонтакте