Самым знаменательным событием стала презентация новых серверных процессоров Intel Xeon Scalable, а также связанной с ними платформы Purley. И сегодня мы расскажем о том, как эти новинки работают с памятью, чем отличаются от своих предшественников и какие модули лучше с ними использовать.



По данным IDC, Intel принадлежит более 90% рынка серверных процессоров, но в текущем году AMD представила новые мощные процессоры EPYC. Лидеры не остались в долгу и летом показали всему миру платформу Purley, которая отличается от предыдущих решений, а также от продуктов конкурентов новой схемой работы с памятью.

Пожалуй, самой важной особенностью Purley является именно архитектура. Производитель представил одновременно процессоры Intel Xeon Scalable со встроенными контроллерами и специальными оптимизаторами, а также SSD-компоненты Intel Optane и чипсеты Intel Xeon Phi. При условии установки высокопроизводительной памяти DRAM, все это будет работать с максимальной скоростью, открывая новые возможности для «облачных вычислений, виртуализации, телекоммуникационных сетей нового поколения (5G), машинного обучения и искусственного интеллекта».

Сами процессоры Intel Xeon Scalable отличаются намного более высокой производительностью, чем предыдущее поколение. По данным Intel, рост составляет порядка 65%. Это касается топовых процессоров Intel Xeon Scalable Platinum, которые могут содержать до 28 ядер на кристалле (бывают версии с меньшим количеством), работающих на частоте до 2,4 ГГц. За счет новых технологий передачи данных между процессорами и вычислительными ядрами новинки позволяют выполнять плохо распараллеливаемые задачи, когда вы не можете заранее предсказать, какая информация потребуется в следующий момент. Давайте разберемся с тем, как новая платформа работает с данными.

Новая иерархия памяти

Помимо наличия 6-канального контроллера памяти DDR4, процессоры Intel Xeon Scalable могут работать и напрямую с SSD-накопителями Intel Optane. Благодаря специальным оптимизациям, подключаясь через интерфейс PCIe 3.0 они фактически создают новый уровень оперативного хранения данных, обеспечивая процессорам доступ к обширному полю памяти. Процессоры поддерживают до 48 интерфейсов PCIe на плате, что позволяет устанавливать дополнительные накопители Intel Optane в достаточно большом количестве. Скорость передачи данных по шине PCIe составляет 8 гигатранзакций в секунду (что эквивалентно 32 Гбит/с), и Optane могут работать со скоростью порядка 2 Гбит/с на каждый накопитель.

По данным Intel, при установке 6 накопителей Intel Optane и использовании Intel SPDK можно добиться снижения времени отклика до 40 раз, а также увеличения IOPS (количества операций ввода-вывода) до 5,2 раз и снижения задержек до 3,3 раз по сравнению с работой на традиционных накопителях. Это происходит за счет ускорения доступа к информации и Tier-инга размещения данных на различных накопителях.

Сколько при этом система получает памяти? Давайте посчитаем: каждый процессор Intel Xeon Scalable поддерживает 6 каналов памяти по 2 модуля в каждом. Таким образом, можно установить 12*128 ГБ=1,5 ТБ ОЗУ. Дополнив их 6 SSD емкостью 512 ГБ, можно получить 1,5+3=4,5 ТБ высокоскоростной памяти для КАЖДОГО процессора. Более того, использование технологии Intel Memory Drive Technology (MDT) позволяет создать программно-определяемое хранилище памяти для каждого конкретного сервера. Специальный драйвер загружается до ОС и объединяет в единое двухуровневое хранилище всю оперативную память и накопители. В результате операционная система получает готовое хранилище памяти с автоматизированным распределением данных по «быстрым» и «медленным» сегментам.

Это действительно невероятный результат, учитывая, что в каждый сервер можно установить достаточно много емких, но более медленных дисков для статического хранения дата-сетов. Например, 10 дисков SATA емкостью 2 ТБ каждый могут добавить 20 ТБ «медленного» хранилища, для достижения более высокой скорости выбор можно сделать в пользу SSD-накопителей. Процессоры Intel Xeon Scalable обладают встроенным модулем VMD (Virtual Management Device), который самостоятельно создает RAID-массивы из подключенных через PCIe и SATA дисков, поддерживая «горячую замену» выходящих из строя компонентов, а также напрямую взаимодействует с сетевым контроллером для ускорения работы с данными во всем вычислительном кластере.

Кеш и специальный доступ к памяти
Теперь давайте вернемся к самому процессору. Архитектура SkyLake меняет структуру самой кэш-памяти. Кэш L1 находится внутри ядра, рядом с каждым ядром размещается «добавка» к кэшу L2 в 768 КБ, которая позволяет ему достичь 1 МБ. А кэш L3, из которого каждое ядро может получать данные напрямую, расположен в отдельном слое кристалла и составляет 39 Мбайт – то есть 1,375 Мбайт на ядро. Этот кэш неинклюзивный – данные поступают из памяти непосредственно в L2, а уже ненужные или общие для нескольких ядер строки данных вытесняются в кэш L3.

Как вы можете видеть на представленной выше схеме, межъядерное взаимодействие происходит не по кольцевой шине, как это было в предыдущем поколении процессоров, а согласно архитектуре Mesh. Она ускоряет обмен информацией и качественно улучшает работу новых чипов при высоких нагрузках, характерных для задач виртуализации и сложных аналитических систем, особенно когда запросы ядер к памяти практически невозможно предсказать.

Кстати, такая же архитектура используется для обмена данными между процессорами в многопроцессорном сервере. Благодаря шине OmniPath «общение» чипов между собой происходит намного быстрее, а архитектура Remote Direct Memory Access позволяет получить доступ напрямую к «чужим» ячейкам памяти, минуя уровень ОС. Таким образом, вычислительные ядра могут работать с данными, находящимися в поле памяти другого процессора или даже другого узла вычислительного кластера.

И снова все дело в памяти!

Иерархия кэша, а также технологии доступа к данным, хранящимся в ОЗУ других процессоров, в том числе по сети, делают большое и доступное поле оперативной памяти одним из основных преимуществ новой платформы Intel. И если традиционные накопители, подключенные через интерфейс SATA, можно заменять в режиме hot swap, то оперативную память необходимо изначально выбирать максимально надежную и стабильную. В облачных ЦОД и в тяжелых аналитических системах, оперативная память играет ключевую роль, и у Kingston уже есть предложение, созданное специально для новых процессоров.

Платформа Purley позволяет устанавливать регистровые модули памяти RDIMM или модули со сниженной нагрузкой LRDIMM, либо 3DS LRDIMM для достижения энергоэффективности. С появлением новых платформ Intel и AMD, Kingston сертифицировала свои модули памяти для инновационных серверных платформ.

Кстати, обратите внимание, что для линейки серверной памяти Kingston теперь используется маркировка KSM (Kingston Server Memory), а не KVR, KCP, KTH, KTD, KTL, KCS – или как-то еще. Пока это касается модулей со скоростью 2666 МГц, но все новые брендовые модули серверной памяти Kingston будут иметь маркировку KSM, в том числе работающие на более высоких частотах, выпуск которых запланирован уже в 2018 году. Однако в случае с Xeon Scalable это пока не имеет значения, так как встроенный контроллер памяти у топовых Intel Xeon Scalable работает на частоте 2666 МГц и более быстрая память в Purley попросту не нужна. А для реальных задач и вовсе не всегда нужны именно самые дорогие чипы. В большинстве случаев вполне можно обойтись процессорами Gold 51xx, Silver 41хх и Bronze 31хх на той же архитектуре, которые поддерживают частоты памяти 2400 МГц и 2133 МГц.

Как вы можете видеть, при разумном подходе можно сэкономить и на памяти, благо Kingston, разумеется, предлагает продукты с любыми частотами из вышеприведенной схемы. Достаточно определить спектр задач, которые будет выполнять сервер, и установить в него память, соответствующую возможностям процессора. Например, в серию Bronze 31xx нет смысла покупать даже DDR4-2400 МГц, так как процессор не будет использовать ее возможности.

Заказ памяти нового поколения – модулей KSM – стал заметно проще. Нет больше никаких различий маркировок. Если вы покупали память Kingston для серверов, то прекрасно знаете, что раньше у нас было два вида серверной памяти – Server Premier и Value RAM. Вся память KSM обладает свойствами Server Premier, при том, что цена модулей была снижена по отношению к премиальной серии. К тому же, если раньше нужно было проверять, есть ли в маркировке памяти суффикс «i» (говорящий о сертификации Intel), теперь о нем можно забыть – вся серия KSM изначально проходит сертификацию. Поэтому новинки будет проще выбирать как сборщикам, так и пользователям серверных систем.

Все модули KSM используют фиксированный BOM (Bill of Materials). Это значит, что специалисты Kingston тщательно выбирают производителей самих микросхем и допускают в серию только самые качественные продукты. Инженеры проводят тестирование каждой ячейки памяти на этапе производственного контроля, а также проверяют сами печатные платы. Мы контролируем все, вплоть до ревизии чипов и производителя регистрового чипа. Таким образом, модули серии KSM представляют собой самую тщательно контролируемую серию памяти Kingston для профессиональных задач.

Вся информация о памяти теперь легко читается в ее парт-номере. Например, если вы прочитаете следующий номер на модуле:

То это будет значить, что производитель чипа H – Hynix, ревизия чипа – А, а производитель регистрового чипа – IDT. Кстати, производителями регистровых чипов могут быть разные компании. Кроме IDT (I) также используются компоненты от Rambus, известная ранее как Inphi ® и Montage (M).

Вообще более прозрачная маркировка не только отражает более целостный подход Kingston к Выпуску серверной памяти, но также поможет производить апгрейды модулей, контролируя все параметры, вплоть до производителя чипов. Это позволит избежать возможных конфликтов или снижения производительности оборудования из-за неполной совместимости, а также закупать однотипные модули для нескольких видов серверов, упрощая логистику и обслуживание систем.

Заключение

Подведем небольшой итог. Чтобы получить полную отдачу от новой платформы, необходимо тщательно подобрать все компоненты и использовать все средства оптимизации Intel, которые помогают использовать преимущества новых процессоров и платформы Purley в целом. Преимуществами памяти Kingston для серверов уже сегодня пользуются ведущие хостинговые компании, и если вы установите максимально производительные и надежные модули, переход на Intel Xeon Scalable даст максимально возможный эффект для решения тяжелых задач – от виртуализации до аналитики и моделирования.

Подписывайтесь и оставайтесь с нами — будет интересно!
Источник: https://geektimes.ru/company/kingston_technology/blog/296969/

Cтоит ли ставить серверное железо в домашний ПК?
Народное поверье гласит, что трава у соседа всегда зеленее, а компьютеры, которые для своих нужд закупают дотошные предприниматели, надёжнее и произво...
Собрать компьютер для рендеринга и анимации
Среди огромного количества задач, выполняемых графическими станциями, одним из наиболее ресурсоемких процессов считается рендеринг. Он предусматривает...
Артем Корнейчук
Lorem ipsum dolor sit amet, justo aliquid reformidans ea vel, vim porro dictas et, ut elit partem invidunt vis. Saepe melius complectitur eum ea. Zril delenit vis ut. His suavitate rationibus in, tale discere ceteros eu nec. Vel ut utamur laoreet vituperata, in discere contentiones definitionem ius.