Реферати

Курсова робота: Серверний платформи RISC/UNIX

Становлення вітчизняного компьютеростроения. Навіть на тлі видатних досягнень західних учені результати діяльності С. А. Лебедєва в області компьютеростроения за наступні двадцять років (після створення МЕСМ і БЕСМ) уражають своєю масштабністю.

Гендерние особливості підлітків, що потрапили у важку життєву ситуацію. Класифікація стадій психологічного розвитку. Фактори, необхідні для розвитку особистості підлітка. Порівняльний аналіз гендерних особливостей підлітків, що потрапили у важку життєву ситуацію і підлітків, що живуть у соціально-благополучному середовищі.

Рішення рівнянь, нерівностей і їхніх систем. Команди, використовувані при рішенні рівнянь і їхніх систем, нерівностей і їхніх систем у системі аналітичних обчислень Maple. Вираження, з'єднані знайомий рівності. Перевірка типу перемінної. Рішення одного рівняння щодо заданої перемінної.

Святочние гадання росіян старожил. Святки - зимові свята, від Рождественського Святвечора до Водохрещення Господня, час, коли рубіж між земним і потойбічним світом слабшає. Святочние гадання, передані з роду в рід. Християнське переосмислення традиційних народних обрядів.

Витрати і виробництво. Особливість витрат виробництва. Економічні і бухгалтерські витрати. Зміст карти изоквант. Постійні і перемінні витрати в короткостроковому періоді. Сутність макроекономічної динаміки. Причини циклічного розвитку. Довгі хвилі Кондратьева.

Історія проекту Alpha

Говорячи об RISC/UNIX-платформу, не можна не пригадати проект Alpha. У 1989 році компанія Digital Equipment Corporation. (DEC), що підштовхується моральним старінням власної VAX-архітектури і стрімким натиском перспективних RISC-платформ, прийнялася за створення інноваційної 64-розрядної RISC-архітектури, орієнтованої на максимально можливу сумісність з системами VAX, щоб полегшити перенесення операційної системи VAX/VMS і усього напрацьованого за попередні роки супутнього ПО на нову, більш продуктивну і гнучку апаратну середу.

Перші більш або менш докладні відомості про архітектуру Alpha відносяться до 1992 р. Тоді ж було обумовлено, що термін Alpha - це кодове найменування, і до моменту випуску перших процесорів воно буде замінене офіційним. Згідно з анонсами, нова платформа мала 64-розрядну RISC-архітектуру з інструкціями фіксованої (32 біта) довжини. Детальніше про процесори Alpha можна прочитати в розділі «Процесори».

Невдовзі проект вступив у виробничу стадію, всі сили, пов'язані з ним, були реорганізовані в один з ведучих підрозділів корпорації DEC. Нова архітектура отримала офіційну назву АХР або Alpha АХР, планувалося, що час її активного життя складе як мінімум 25 років.

Перший процесор з сімейства Alpha мав індексне позначення 21064, де частина 21 вказувала на те, що Alpha - архітектура XXI віку, 0 означав порядковий номер процесорного покоління, а 64 - розрядність архітектури в бітах. Крім того, йому привласнили кодове найменування EV4, яке по одній з не підтверджених офіційно версій є абревіатурою «Extended VAX». Цифра 4 на кінці означає покоління технологічного процесу, в цьому випадку це CMOS4. Цікаво, що надалі кодова назва стала навіть більш поширеною, ніж офіційні індекси, і покоління процесорів сімейства Alpha визначаються і відлічуються саме по ньому.

Перші набори системних мікросхем для покоління EV4 були розраховані на використання периферійних шин TURBOchannel, FutureBus+ і XMI; однак, незважаючи на технічну досконалість, вони не набули широкого поширення через невелику кількість сумісного обладнання. На початку 1994 р. був представлений набір системних мікросхем DEC Apecs у варіантах з 64- і 128-розрядною шиною даних, орієнтований на стандартну шинну архітектуру PCI і ISA/EISA, при цьому робота з шинами ISA і EISA була реалізована за допомогою зовнішніх стандартних мостів.

Розробка реальних продуктів на базі архітектури Alpha ніскільки не відставала від процесу вдосконалення її самої - вже в листопаді 1992 р. на базі процесора EV4 з тактовою частотою 150 МГц і відповідного системного оточення була побудована перша робоча станція архітектури Alpha - DEC 3000 Model 500 АХР (кодове найменування Flamingo).

Для покоління EV5 був розроблений НМС DEC А1соr з наступними параметрами: частота системної шини 33 МГц, використання до 64 Мбайт зовнішньої кеш-пам'яті і до 8 Гбайт оперативної пам'яті FPM ЕСС (при розрядності шини пам'яті 256 біт), сумісність з 64-розрядною 33-МГц шиною PCI. Робота з шинами ISA/EISA, як і раніше, була реалізована за допомогою зовнішнього контроллера. Дисковий контроллер стандарту IDE був відсутній, однак була передбачена можливість інтеграції окремої мікросхеми незалежних виготівників. Одночасно із запуском у виробництво EV56 була випущена модифікація Alcor, підтримуюча BWX, - Alcor 2. Надалі з'явився НМС Pyxis, що забезпечив роботу з системною шиною на частоті 66 МГц і використання 66-МГц оперативної пам'яті SDRAM ЕСС (при розрядності шини пам'яті в 128 біт).

Для процесорів серії 21264 (EV6) було спроектовано два набори системних мікросхем - DEC Tsunami (відомих також як Typhoon) і AMD Irongate або AMD-751. Рішення корпорації DEC було направлене на підвищення масштабованість платформи Alpha: на основі Tsunami проектували однопроцесорний, двухпроцессорние і чотирипроцесорний системи з розрядністю шини пам'яті від 128 до 512 біт. У якості ОЗУ використовувалися модулі регістрової пам'яті SDRAM з ЕСС-корекцією, працюючі на частоті 83 МГц. НМС DEC Tsunami забезпечував роботу відразу декількох 64-розрядних 33-МГц шин PCI. Гнучкість побудови кінцевих систем досягалася завдяки розділенню НМС на безліч відособлених компонентів. У розпорядженні розробників знаходилися контроллери системної шини - C-chips (по одному на кожний процесор), контроллери шини пам'яті - D-chips (по одному на кожні 64 розряди шини) і контроллери шини PCI - P-chips (по одному на кожну необхідну шину). Проте, подібний підхід мав і деякі недоліки - в деяких системах, наприклад AlphaPC 264DP, сукупне число мікросхем, що використовуються доходило до 12, що негативно позначалося на їх кінцевій вартості. НМС AMD Irongate розроблявся спочатку як «північний міст» для системних плат під процесори Athlon, однак його також використали в деяких рішеннях для сімейства Alpha - наприклад UP1000 і UP 1100. Irongate являв собою одну-єдину мікросхему, а тому коштував набагато дешевше за DEC Tsunami, а, крім того, володів більш низьким енергоспоживанням. Однак через відсутність многопроцессорности і вузьку шину пам'яті він не дозволяв серйозно розкритися потенціалу процесорів сімейства 21264.

1998 р. ознаменувався для платформи Alpha серйозними подіями, що обіцяли непогане майбутнє - в лютому 1998 р. між DEC і Samsung була укладена угода, яка надавала останньою доступ до всіх патентів по архітектурі Alpha, а також дозволяла випускати вже розроблені DEC моделі і навіть створювати власні, а в червні 1998 р. вже Compaq, що поглинула до того часу DEC, спільно з Samsung організували альянс по розвитку архітектури Alpha. Серед інших заходів була встановлена дочірня компанія Alpha Processor Inc. (API), що зайнялася маркетинговими питаннями і просуванням архітектури. Літом 1998 р. почалося масове виробництво систем на базі EV6. Крім Samsung, за умовами договору з DEC, процесори EV6 проводилися і на потужностях корпорації Intel.

Однак процес інтеграції підрозділів DEC в структури Compaq привів до того, що вже через півроку DEC остаточно припинила своє існування. З цього моменту фактично і починається захід платформи Alpha.

Зі часів незалежності DEC платформа Alpha як відкрита архітектура була орієнтована на використання цілого ряду операційних систем. Мова передусім йде об Microsoft Windows NT, Digital UNIX (також відомої як DEC OSF/l, і пізніше, як Compaq Tru64 UNIX) і OpenVMS, причому пріоритети були розставлені саме в такому порядку. Крім цих систем, на Alpha були портировани ОС незалежних постачальників і некомерційні ОС, такі, як Linux і BSD всіх різновидів, однак ніякої підтримки з офіційної сторони вони не отримали і використовувалися надто трохи.

Серед всіх відомих RISC-платформ Alpha, мабуть, єдина, яка була здатна реально працювати з Windows NT, бо ще в 1997 р. корпорація Microsoft скрутила підтримку архітектури PowerPC і MIPS. Однак кількість додатків для Alpha була у багато разів менше, ніж для х86. Частково ситуацію допомагав виправити емулятор і транслятор коду х86 в код Alpha, що іменується FX132 і випущений в 1996 р. Однак його використання знижувало продуктивність систем на 40% і більше в порівнянні з спочатку відкомпілювати під Alpha додатками. Невирішеної ос тавалась і проблема драйверів для периферійних пристроїв: транслятор FXI32, природно, виявився непридатний, а дуже багато які виробники полічили розробку драйверів для Alpha недоцільної, так що замовникам доводилося розраховувати в основному на Microsoft і DEC. І, нарешті, самий важливий момент, що характеризує помилковість вибраної DEC системи пріоритетів: навіть працюючи на 64-розрядній архітектурі Alpha, Windows NT залишалася 32-розрядною і не могла повністю розкрити закладений в апаратуру потенціал.

Згідно з статистикою Compaq, серед всіх предустановленних на Alpha-системах ОС 60% належало Tru64 UNIX, 35% - OpenVMS, а на частку Windows NT доводилося біля 5%. Очевидно, що подальші роботи над цією ОС були безглузді. Враховуючи що склався ситуацію, 23 серпня 1999 р. Compaq відмовилася від участі в розвитку Windows NT і припинила постачати її зі своїми Alpha-системами. Тиждень через Microsoft оголосила, що припиняє роботу над портированием Windows 2000 на платформу Alpha.

У грудні 1999 р. компанії Compaq і Samsung підписали меморандум про намір інвестувати 500 млн. долл. США в розвиток архітектури Alpha: Samsung - 200 млн. на відладку нових технологічних процесів, а Compaq - 300 млн. на проектування нових серверний рішень і на подальший розвиток Тru64 UNIX. У тому ж місяці Compaq і IBM оформили угоду, по якій остання буде виготовляти процесори Alpha по своїй технології на мідних провідниках, але Samsung залишиться основним постачальником процесорів Alpha. Однак в 2000 р. Samsung не встигла налагодити 180-нм процес, і ринок був вимушений задовольнятися процесорами EV67 і невеликими вкрапленнями EV68C. На початку 2001 р. вона все ж організувала масовий випуск процесорів EV68A, однак момент був упущений - Compaq вже планувала переорієнтувати виробництво систем AlphaServer GS-класу, а також розвернути модернізацію систем, що використовуються із застосуванням процесора EV68C, що поставляється IBM.

25 червня 2001 р. сталося історична подія, що поставила остаточну точку на майбутньому платформи Alpha: корпорація Compaq оголосила про плани поетапного перекладу на початок 2004 р. всіх своїх серверний рішень на архітектуру IA-64. Результатом цього оголошення стало негайне припинення робіт над поколінням EV8. EV7 стало фіналом багаторічної діяльності підрозділу Alpha Microprocessor Division - після офіційного оголошення про початок виробництва процесорів, наміченого на початок 2002 р., воно підлягало расформированию, а кістяк інженерів планувалося перекласти на роботу в компанію Intel. Витримавши нетривалу паузу, Samsung і IBM припинили виробництво процесорів Alpha на своїх потужностях. 21 жовтня 2001 р. компанія API, перейменована на той момент в API Networks, передала всі повноваження по підтримці Alpha-систем компанії Microway - найбільшому після Compaq складальнику робочих станцій і серверів на архітектурі Alpha і старому партнеру DEC.

На цьому за логікою віщою історія повинна була б закінчитися, однак 3 вересня 2001 р. компанія HP оголосила про плани по злиттю з Compaq, які в результаті відстрочили захід платформи Alpha на десятиріччя. Всупереч очікуванням, Hewlett-Packard не тільки не скрутила підтримку Alpha-систем, але і взяла на себе труд по випуску процесорів і подальшому розвитку покоління EV7, хоч і в обмеженому об'ємі.

У серпні 2004 р. у виробництво була запущена остання модифікація архітектури Alpha - процесор з кодовим ім'ям EV7z, працюючий на частоті 1,3 ГГц і що виготовляється із застосуванням 180-нм проектних норм. По архітектурі він не відрізнявся від прародителя EV7.

У спеціальному меморандумі, що вийшов в момент оголошення EV7z, було заявлено, що ніяких інакших втілень архітектури Alpha більше не буде, однак сервери і робочі станції, створені на її базі, залишаться доступними під мазкої HP до 2006 р., а їх технічне обслуговування продовжиться до 2011 р.

Покоління, що Не відбувається EV8 (процесори з індексом 21464) повинне було стати подальшим розвитком ідей, закладених в EV7- Передбачається вдвоє збільшити кількість основних функціональних пристроїв, довівши число цілочисельних конвейєрів до восьми, а речовинних - до чотирьох, розширити об'єм кеш-пам'яті до 3 Мбайт, реалізувати многопоточную обробку даних з використанням технології SMT (Simultaneous Multi-Threading), яка повинна була дозволити одночасне виконання до чотирьох програмних потоків всередині одного ядра. Однак цим планам не призначено було реалізовуватися - EV8 ніколи не побачить світло. Проте, історія платформи Alpha на цьому не обривається - значна кількість технічних фахівців перекочувала з підрозділу Alpha Microprocessor Division в компанію AMD, добре відому на ринку систем з архітектурою х86. Там, використовуючи свій досвід, знання і напрацювання, вони займалися проектуванням успішної платформи AMD64, багато в чому успадковуючої ідеї проекту Alpha.

Сервери HP

Компанія Hewlett-Packard вступила в завершальну стадію перекладу своїх «важких» серверів з архітектури РА (ЦП 8x00) на архітектуру IA64 (ЦП Itanium 2). Сервери AlphaServer на процесорах Alpha поки ще продаються, але їх дні полічені. Більш детально про цю архітектуру розказано в розділі «Процесори». Особливість перехідного етапу полягає в тому, що компанія одночасно з новими Itanium-серверами Integrity продовжує випускати моделі серії HP 9000. Останнє покоління цієї серії будується на процесорах 8900 з тактовими частотами 800 або 1000 МГц і наборах мікросхем zxl (в молодших моделях) і sx1000 (в середніх і старших), таких же, як в серії Integrity.

Уніфікація конструктивного виконання обох серій максимально спрощує модернізацію серверів 9000 до відповідних моделей Integrity - в більшості випадків для цього досить витягнути старий процесорний осередок (термінології HP), перенести з неї модулі пам'яті в нову і вставити новий осередок на місце старої. При роботі під управлінням ОС HP-UX 11i v2 для ряду моделей серверів така заміна може проводитися без зупинки і перезавантаження машини.

Для побудови гнучких систем масштабу підприємства, що масштабуються сервери серій 9000 і Integrity можуть об'єднуватися в кластери. Вузли кластера, кожний з яких являє собою самостійний сервер зі своїми процесорами і оперативною пам'яттю, працюючий під управлінням своєї ОС, сполучаються за допомогою стандартних мережевих інтерфейсів. Для зв'язку між вузлами використовуються спеціальні протоколи зв'язку і системні процеси. До складу кластера, крім серверів, входять також дискові системи, пристрої резервного копіювання, спеціалізоване програмне забезпечення кластерних конфігурацій, програмне забезпечення управління інформаційними технологіями HP OpenView, технічна підтримка, консультаційні послуги і навчання.

У залежності від необхідного рівня отказоустойчивости пропонуються декілька типів кластерних рішень, в яких серверний вузли кластера можуть бути розміщені централизованно (локальний кластер), розподілені по сусідніх будівлях (кампусний кластер), розподілені по декількох територіях в межах одного міста (метро-кластер) або являють собою два пов'язаних кластери, розміщених в різних містах, країнах або континентах (континентальний кластер).

Архітектура HP HyperPlex застосовується для задач, що вимагають інтенсивного обміну інформацією між серверами (вузлами інтегрованої системи), наприклад, для консолідації інформаційних систем підприємства, ERP-додатків, організації розподілених обчислень, технічного моделювання і комп'ютерної імітації. Основу HyperPlex складає спеціальне обладнання HyperFabric2, що забезпечує пряме або комутоване високошвидкісне з'єднання між вузлами на швидкості до 4 Гбіт/сікти в полнодуплексном режимі на кожний порт. Архітектура підтримує стандартні протоколи TCP/IP і НМР (Hyper Messaging Protocol), а також кластерні конфігурації з можливістю рівномірного розподілу трафіка по всіх каналах, що є (балансування навантаження).

Більшість серверів HP можуть бути сконфигурировани як у вигляді єдиної мультипроцессорной системи, так і у вигляді декількох апаратно і/або програмно незалежних віртуальних розділів зі своїми ресурсами і операційною системою.

Сервери сімейства HP оснащені рядом коштів забезпечення високої готовності: резервними вентиляторами і блоками живлення з «гарячою» заміною; дисками і контроллерами введення-виведення «гарячого»; динамічним очищенням і перерозподілом сторінок пам'яті; динамічним перерозподілом процесорів; незалежними гніздами PCI; інтегрованою службою сповіщення про події Event Monitoring System (EMS), працюючою в режимі реального часу; вбудованою розширеною системою виявлення несправностей з виділеним сервісним процесором і шиною.

Прогнозування і запобігання можливим збоям реалізовуються шляхом безперервного контролю стану всіх компонентів сервера і аналізу тенденцій зміни контрольованих показників. При виявленні якої-небудь потенційної проблеми, наприклад, можливого перегріву процесора, спеціальні функції динамічного перерозподілу ресурсів (в цьому випадку функція DPR - Dynamic Processor Resilience) забезпечать перенесення процесів з потенційно сбойного компонента на справний без переривання виконання додатків. При цьому адміністратор системи і/або служба технічної підтримки отримають повідомлення і докладний звіт про подію, що відбулася.

До складу коштів підвищення надійності і завчасного вивільнення потенційно сбойних елементів входять: CHIPKILL (захист від виходу з ладу однієї мікросхеми пам'яті в модулі DIMM); динамічне вивільнення процесорів (Dynamic Processor Resilience - таке, що виконується без переривання додатків вивільнення процесорів, потенційна можливість збою яких виявлена внаслідок контролю температури і статистики помилок кеш-пам'яті); динамічне вивільнення областей пам'яті (Dynamic Memory Resilience - таке, що виконується без переривання додатків вивільнення областей пам'яті, потенційна можливість збою яких виявлена внаслідок контролю статистики помилок).

Всі сервери сімейств 9000 і Integrity, крім молодших моделей, можуть комплектуватися резервними процесорами, підтримуючими технологію iCOD (Instant Capacity on Demand), звану також оплатою тільки у разі використання. Технологія iCOD дозволяє зарезервувати процесорні ресурси на випадок непередбаченого зростання бізнесу і різкого збільшення навантаження на сервер. При цьому вартість резервного процесора приблизно в 25 раз менше вартості активного. Завдяки закладеній в iCOD можливості активізації додаткових процесорів на літу виключається необхідність зупиняти систему і додаток при введенні додаткових процесорів або заміні сбойних ЦП резервними.

Основної ОС для серверів HP 9000 і Integrity є 64-розрядна HP-UX Hi (v1 або v2), яка постачається разом з серверами з ліцензією на необмежену кількість користувачів. На системи Integrity, крім того, можуть встановлюватися ОС Linux, Microsoft Windows Server 2003 і OpenVMS.

HP 9000

Історія HP 9000 нерозривно пов'язана з 64-біт процесорами архітектури PA-RISC. Зараз номенклатура цієї серії нараховує більше за десяток моделей - від компактних серверів rp3410-2 і rp4440-8 до суперкомп'ютерів Superdome, що володіють обчислювальною потужністю, достатньою для роботи систем управління великими міжнародними корпораціями з десятками тисяч одночасно працюючих користувачів.

У серверах HP 9000 використовувалися ЦП РА-8700 (РА-8700+), потім РА-8800 і, нарешті, РА-8900 - останній представник сімейства РА, самий могутній і в той же час краще усього пристосований для безболісного переходу на архітектуру IA64 (Itanium 2).

Архітектура серверів серії 9000 різна - в молодших моделях це симетрична многопроцессорная архітектура (SMP) в чистому вигляді, тоді як в старших (rp7420-16, rp8420-32, Superdome) використовується гібридна архітектура, що поєднує риси ccNUMA (cache-coherent, Non-Uniform Memory Access) і SMP. Ця ієрархічна модульна архітектура являє собою сукупність обчислювальних осередків, об'єднаних високошвидкісними внутрішніми матричними хрестоподібними комутаторами.

Моделі початкового рівня. Моделі IIP 9000 гр3410-2 і гр3440-4 являють собою многофункциональние одне-, двох- і чотирипроцесорний сервери початкового рівня. Вони комплектуються процесорами РА-8900 з тактовими частотами 800 МГц або 1,0 ГГц, оперативною пам'яттю об'ємом до 32 Гбайт і дисковою пам'яттю до 900 Гбайт. Сервери серії гр34хО-х можуть містити до чотирьох 64-біт 133 МГц гнізд введення-висновку PCI-X I/O. Оні можуть працювати під управлінням ОС HP-UX 11i vl або v2.

Вони призначаються для підприємств СМБ, для філіальних мереж, як сервери Web- і інші додатки. Обидві моделі розміщуються в компактному шасі висотою 2U для установки в стандартну 19-дюйм стойку. Модель rp3410-2 оснащена двома, а rp3440-4 - чотирма роз'єм для плат введення-висновку PCI-X, в обидві моделі може бути встановлено до трьох жорстких дисків. Виготівник пропонує готові комплекти модернізації, причому не тільки для перетворення моделі HP 9000 rp3410-2 в rp3440-4, але і для перетворення серверів серії гр34хО-х в Itanium-сервер HP Integrity rx2620-2.

Моделі HP 9000 rp4410-4 і rp4440-8 HP відносить до початкового рівня, хоч фактично вони являють собою проміжний рівень між серверами початкового рівня і серверами масштабу підприємства середнього рівня. Перша являє собою одне-, двох- або чотирипроцесорний сервер, друга в повній комплектації - 8-процесорний. У обидві моделі може встановлюватися до 128 Гбайт ОЗУ, до двох жорстких дисків, обидві працюють під управлінням ОС HP-UX Hi. У них передбачене 6 роз'єм PCI-X з «гарячою» установкою, вони мають висоту 4U.

Сервери оснащуються всіма необхідними для сервера додатків масштабу підприємства коштами забезпечення високої готовності; їх продуктивність достатня для роботи таких додатків, як ERP, CRM, електронна комерція. Завдяки тому, що максимальне число процесорів в сервері rp4410-4 дорівнює чотирьом, він відповідає вимогам ліцензії на Oracle Database Standard Edition, що дозволяє зменшити вартість ПО СУБД. Обидві моделі оснащуються контроллерами Ultra320 SCSI і двома гигабитними Ethernet-адаптерами. Модернізація до Itanium-сервера HP Integrity rx4640-8 виконується простою заміною процесорних модулів.

Моделі середнього рівня. У цій категорії HP пропонує 16-процесорну модель HP 9000 гр7420-16 і 32-процесорну гр8420-32. У одній стандартній стойці може бути встановлено до чотирьох серверів HP 9000 rp7420-16 (висота 10IJ) і до двох rp8420-32 (ITU). Обидві моделі побудовані на базі ЦП РА-8900 з тактовою частотою 1,0 або 1,1 ГГц і набору мікросхем HP Super-Scalable Processor Chipset sxl000. Ці моделі можуть служити платформами для консолідації серверів, що дозволяє знизити загальну вартість володіння (ТСО) і значно зменшити складність ИТ-інфраструктура підприємства. Це досягається завдяки спеціальному компоненту ОС HP-UX 11i - Virtual Server Environment, що включає підсистеми для створення віртуальних розділів (vPar), жорстких розділів (пРаг) і HP Workload Manager (WLM), який дозволяє автоматично виділяти ресурси таким чином, щоб максимально задовольнити запити додатків і забезпечити найбільш повне використання апаратних ресурсів. Як і для інших моделей серії 9000, модернізація до Itanium-серверів Integrity rx7420-16 і rх8620-32 здійснюється простою заміною процесорних модулів.

Сервер rp8420-32 забезпечує рівні продуктивності, масштабованість і готовності, достатні для роботи таких критично важливих для бізнесу додатків, як бази даних і систем ERP (наприклад, SAP) масштабу підприємства.

Суперкомп'ютери HP 9000 Superdome. Ці найбільш могутні донедавна сервери HP зарекомендували себе як одні з самих продуктивних UNIX-серверів в галузі, Останнє покоління IIP 9000 Superdome оснащується 1,1-ГГц процесорами РА-8900, число яких в одній системі може досягати 128, а загальний об'єм оперативної пам'яті - 1 Гбайт. Вони також будуються із застосуванням НМС HP Super-Scalable Processor Chipset sxlOOO і оснащуються коштами виртуализації обчислювальних ресурсів. Superdome забезпечує найбільш високий в лінійці HP 9000 рівень масштабованість.

HP Integrity

Сервери Integrity будуються на процесорах Intel Itanium 2 і тих же НМС zxl (молодші моделі) і sxlOOO (середні і старші), що і сервери серії 9000. Конструктивно ці серії також уніфіковані. Останнє покоління серверів Integrity (крім двох молодших моделей) будується на розроблених HP двухпроцессорних модулях HPmx2 Dual-ProcessorModule. Крім основної для цих машин ОС HP-UX 11iv2, на всі моделі можуть встановлюватися MicrosoftWindowsServer 2003 EnterpriseEditionfor 64-bitItaniumbasedsystems, RedHatEnterpriseLinuxAS 3, SUSELINUXEnterpriseServer 9 і OpenVMSv8.2 (моделі середнього рівня і Superdomeбудут комплектуватися OpenVMSначиная з першої половини 2006 р.). Крометого, намодели HP Integrity rx7620-16, rx8620-32 і Superdome можетустанавливаться Microsoft Windows Server 2003 Data-center Edition for 64-bit Itanium-based systems. Обумовлено, що підтримка Linux забезпечується тільки в моделях, побудованих на одиночних процесорах Itanium 2. На моделі з двухпроцессорними модулями mx2 Linux не встановлюється. Всі моделі оснащуються сервісним програмно-апаратним комплексом IIP Systems Insight Manager.

Моделі початкового рівня. До початкового рівня HP відносить три моделі: HP Integrity rx 1620-2, гх2620-2 і гх4640-8. Всі вони виконані на наборі мікросхем zxl і можуть оснащуватися ЦП Itanium 2 з тактовими частотами 1,3, 1,5 і 1,6 ГГц. Модель гх4640-8 може також оснащуватися двухпроцессорними модулями тх2, В перші дві моделі може встановлюватися до двох, а в гх4640-8 - до 8 процесорів, максимальний об'єм ОЗУ для rх 1620-2 становить 16, для rх2620-2 32, а для rх4640-8 128 Гбайт. Моделі мають висоту, відповідно, 1U, 2U і 4U, число роз'єм PCI-X 2, 4 і 6, кількість внутрішніх жорстких дисків 2, 3 і 2.

Моделі середнього рівня, До середнього рівня в серії Integrity відносяться, як і в серії 9000, 16- і 32-процесорні сервери - rх7620-16 і rх8620-32. Вони будуються на процесорах Itanium 2 з тактовою частотою 1,5 (кеш L3 4 Мбайт) і 1,6 ГГц (кеш L3 6 Мбайт) або двухпроцессорних модулях тх2. У якості НМС використовується sxl000. Об'єм ОЗУ в серверах rх7620-16 може досягати 128, а в rх8620-32 - 256 Гбайт. Висота блоків становить, відповідно, 10 і 17U.

Як і у відповідних моделях серії 9000, до складу ОС цих серверів входять кошти виртуализації обчислювальних ресурсів, що дозволяють створювати незалежні розділи і динамічно перерозподіляти ресурси між ними.

Суперкомп'ютери HP Integrity Superdome і NonStop. У цих суперсерверах число процесорів (1,6-ГГц з кешем 9 Мбайт або 1,5-ГГц з кешем 6 Мбайт або модулі тх2) може досягати 128, а загальний об'єм оперативної пам'яті - 1 Тбайт. Кошти виртуализації забезпечують створення до 16 незалежних розділів, а число роз'єм введення-висновку може дійти до 192.

Для підприємств, де переривання обслуговування абсолютно недопустиме, компанія пропонує сервери, що масштабуються Integrity NonStop, готовність яких виражається фантастичною цифрою «7 дев'яток» (99,99999% - це означає, що протягом року допускається не більш 5 хвилин простою). Число процесорів в цих монстрах може досягати 4 тисяч!

Платформа IBM POWER

Історія платформи IBM POWER (Performance Optimization With Enhanced RISC) йде далеко в початок 1970-х рр.; в той час корпорація IBM робила перші серйозні кроки в області проектування, виробництва і застосування високопродуктивних мікропроцесорів на базі RISC-архітектури. Вона пов'язана з RISC-процесором IBM 801, довгий час що використовувався як високошвидкісний допоміжний контроллер в складі великих інформаційно-обчислювальних систем компанії IBM. На початку 1980-х рр. ідеї, закладені в IBM 801, були вивчені, перероблені, доповнені і наново втілені в кремній в рамках проекту «America», результати якого фактично і стали початком архітектури IBM POWER.

Що Набирали в той час особливу популярність персонализированние обчислення вимагали при побудові систем компактних, недорогих, але продуктивних микропроцессорних рішень, і нова архітектура довелася до двора IBM як не можна краще. Для створення повноцінної платформи було вирішено скористатися програмним напрацюванням, реалізованим раніше при створенні робочих станцій в рамках проекту RISC Technology Personal Computer (RT PC), і перенести на нову процесорну архітектуру власну версію UNIX-подібної ОС AIX (Advanced Interactive Executive).

Треба відмітити, що архітектура POWER з моменту своєї появи - відкритий стандарт, до якого при дотриманні певних умов може приєднатися будь-який бажаючий. Починаючи з грудня 2004 р. координація зусиль розробників, що беруть участь в розвитку архітектури POWER, покладена на консорціум Power.org (www.power.org), у ведінні якого також знаходяться питання, пов'язані з ліцензуванням елементів архітектури незалежних зацікавлених виробників.

У лютому 1990 р. з'явився перший мікропроцесор нової архітектури - 32-розрядний POWER1, а разом з ним і нове сімейство високопродуктивних робочих станцій RS/6000, нині відомих як eServer pSeries. Як ОСИ використовувалася нова версія AIX - AIX V3. Особливість процесора POWER1 - блок операцій з дійсними числами, хоч і єдиний, але здатний обробляти одну інструкцію за такт, із затримкою не більш двох тактів (детальніше про архітектуру процесорів POWER див. в розділі «Процесори»). Завдяки йому продуктивність системи RS/6000 на операціях з дійсними числами виявилася дуже високою. Не виключено, що ця особливість зіграла вирішальну роль в поширенні робочих станцій RS/6000 в науковому співтоваристві.

У січні 1992 р. була представлена система RS/6000 7011 модель 220, побудована для зменшення ціни і більшої доступності на однокристальной реалізації архітектури POWER - RISC Single Chip (RSC).

Досить швидко по мірках тогочасного часу на зміну першому поколінню прийшла платформа POWER2. У вересні 1993 р. з'явилися системи RS/6000 7013 моделей 580Н, 590 і 990, побудовані на базі цього процесора. Друге покоління архітектури POWER використовувалося практично до жовтня 1996 р., коли IBM представила систему RS/6000 7013 модель 595, побудовану на базі однокристальной реалізації архітектури POWER2 під назвою POWER2 Super Chip (P2SC).

Робоча станція RS/6000 7011 модель 250, що з'явилася у вересні 1993 р., стала першим втіленням нового напряму під назвою PowerPC (у вигляді процесора PowerPC 601). Процесор PowerPC 601 насправді не повністю відповідав вимогам нової архітектури і був швидше перехідною ланкою від POWER до PowerPC. Мікропроцесори, що Пішли за ним 603, 604 і 604е стали дійсно 100%-ним PowerPC.

Серія мікропроцесорів RS64 була запущена у виробництво у вересні 1997 р. і стала для системи RS/6000 і всієї архітектури POWER першим кроком до 64-розрядності. На відміну від покоління POWER2, значною мірою орієнтованого на наукові розрахунки, нове покоління стало більш збалансованим в плані виконання бізнесу-додатків. За допомогою серії RS64 можна було будувати SMP-системи, вмісні до 12 процесорів. З появою цієї серії мікропроцесорів в платформі IBM POWER сталася ще одна істотна зміна - апаратна частина (процесори, підсистема введення-висновку) серії RS/6000 (перейменованої в pSeries в 2000 р.) і системи AS/400 (тоді ж перейменованої в iSeries) стала єдиною. Друге покоління серії мікропроцесорів RS64 - RS64-II - з'явилося у вересні. 1998 р. і характеризувалося підвищенням частотних характеристик і об'єму кеш-пам'яті другого рівня, а також невеликою оптимізацією внутрипроцессорной архітектури. Значні зміни сталися з появою осінню 1999 р. третіх покоління - RS64-III. Дизайн кристала був модифікований для виробництва із застосуванням технології мідних провідників, рівень масштабованість був збільшений до 24 процесорів в рамках однієї SMP-системи, і, нарешті, в архітектуру була додана технологія апаратної многопоточности, підтримана зі сторони AIX. На той момент ця технологія не була запитана. Її повернення в RISC-процесори IBM сталося тільки в 2004 році. Осінню 2000 р. з'явилася остання, найбільш довершена версія цього покоління процесорів - RS64-IV.

Покоління POWER3, представлене осінню 1998 р., з'єднало в собі фундаментальні принципи внутрішньої микроархитектури POWER2, як вони були реалізовані в процесорі P2SC, з архітектурою систем на базі процесорів PowerPC. Процесори цього покоління добре працюють з дійсними числами, і при цьому вони стали першими реально 64-розрядними з високими частотними характеристиками і можливостями роботи в SMP-конфігураціях.

Поява в 2001 р. архітектуру POWER четвертого покоління - POWER4 - стало для неї переломним моментом, що визначив якісний поворот всієї подальшої долі платформи IBM POWER. Завдяки новим технологіям відкрилася можливість будувати рішення з многоядерной архітектурою, чим негайно скористалися розробники IBM, інтегрувавши на одному кристалі два 64-розрядних процесорних ядра. Крім того, на процесорах цього покоління була відпрацьована технологія побудови компактних многокристальних модулів МСМ (multi-chip module), об'єднуючих чотири процесори в єдиний корпус розміром приблизно е 5-дюйм дискету. Використання такої високої інтеграції елементів разом з іншими архітектурними рішеннями дозволило отримати на старших серверах IBM продуктивність, в перерахунку на один процесор вдвоє перевищуючу продуктивність конкуруючих систем.

Покоління POWER4+, що побачило світло в 2002 р., було лише оновленням технічних характеристик POWER4: завдяки новій, більш «тонкій» технології виробництва збільшилися тактова частота і об'єм вбудованої кеш-пам'яті другого рівня, а також знизилося енергоспоживання процесорів.

Новий значний крок уперед був зроблений з виходом в 2004 р. покоління POWER5. У ньому отримала розвиток ідея інтеграції функцій, для виконання яких раніше застосовувалися окремі набори мікросхем, зокрема, в кристал був вбудований контроллер оперативної пам'яті. Також в ньому була реалізована паралельна многопоточная архітектура, що дозволяє в рамках одного потоку команд виконувати цілий комплекс задач: прогноз переходів, підготовку команд до виконання і т. д. Це дало можливість значно збільшити кількість інструкцій, що одночасно виконуються, причому незалежно від тактової частоти. Згідно з результатами відкритих тестів, швидкодія систем на POWER5 в півтори-два рази більше, ніж систем на POWER4. Використання многопоточности збільшує продуктивність процесора POWER5 в середньому на 35% без підвищення тактової частоти. Одночасно з появою нового покоління архітектури була випущена нова версія ОС AIX - AIX 5L V5.3.

AIX 5L V5.3 містить багато які інноваційні технології підвищення продуктивності, надійності і гнучкості, дозволяючи в рамках однієї платформи виконувати додатки, працюючі під управлінням різних ОС. Серед найбільш важливих особливостей платформи IBM POWER, що реалізовуються за допомогою ОС A1Х 5L V5.3, динамічні логічні розділи, кошти зміни конфігурації на вимогу, балансування навантаження на сервери при гарантованій безпеці роботи додатків, кошти підвищення отказоустойчивости, можливість одночасного виконання на одній платформі 32- і 64-розрядних додатків, а також використання інфраструктури автономних обчислень (autonomic computing).

Для виконання важливих додатків в AIX 5L 5.3 є менеджер завантаження Workload Manager (WLM), що гарантує їх роботу відповідно до угоди про обслуговування незалежно від поточного навантаження на систему. Забезпечуючи автоматичне перемикання ресурсів між завданнями, адміністратор транслює бізнес-вимоги в політики, відповідно до яких відбувається автоматичний розподіл ресурсів і пріоритетів, що особливо важливо для забезпечення працездатності і оптимізації виконання додатків електронної комерції, бізнесу-розвідки і ERP. Крім цього, для більш гнучкого масштабування в AIX 5L 5.3 передбачений механізм динамічної модернізації сервера шляхом активізації встановлених раніше неактивних ресурсів (процесорів, пам'яті) по запиту, відомий як CUoD (Capacity Upgrade on Demand).

Крім того, в AIX 5L 5.3 є кошти DLPAR (Dynamic Logical Partitioning), що дозволяють масштабувати сервери pSeries, забезпечуючи одночасну, незалежну роботу на одному комп'ютері декількох образів різних ОС. Логічні розділи не обмежені рамками можливостей фізичних пристроїв, а оперують блоками ресурсів, з яких можна будувати віртуальний сервер з динамічно змінною по числу процесорів, об'єму пам'яті, кількості гнізд введення-висновку конфігурацією. Відмітною особливістю систем, побудованих на POWER5 під управлінням AIX 5.3, є унікальна можливість повної виртуализації обчислювальної потужності. Незалежні розділи можуть «споживати» процесорну потужність з кроком одна десята процесора. При цьому, враховуючи динамічний перерозподіл потужності і нерівномірність завантаження процесорів задачами, що виконуються у часі, одноразове споживання кожною задачею може досягати 100% доступних обчислювальних ресурсів. Для користувача це означає, що консолідація декількох задач в один сервер з подібним динамічним перерозподілом може значно підвищити ефективність роботи системи, а кількість процесорів, що використовуються для консолідації, буде значно менше, ніж необхідне для функціонування кожної задачі на індивідуальному сервері. (Flash Demo по технологіях, що використовуються в системах IBM eServer p5, можна подивитися за адресою http://callisto.bstoke.uk.ibm.com/unixsolutions/sales/ cont/p5flashdemos.htm).

Підсистема Virtualization Engine переносить з мейнфреймов на UNIX-сервери механізм створення розділів, що дозволяє виконувати на одному процесорі безліч незалежних примірників ОС. Технологія микроразделов (micro-partitioning) підвищує до рівня мейнфреймов завантаження серверний потужностей, яке сьогодні для UNIX-серверів становить лише 15%. Крім оптимізації ресурсів серверів, Virtualization Engine допоможе спростити процеси управління складною ИТ-інфраструктурою. Однак на відміну від технології логічних розділів, вже більш п'яти років що використовується в серверах iSeries, система Virtualization Engine, реалізована в pSeries, має ряд нових можливостей: інтеграцію механізмів створення микроразделов з програмними модулями Tivoli, WebSphere, рішення але балансуванню робочого навантаження, засобу управління елементами ИТ-інфраструктури, що дозволяють управляти ресурсами віртуального сервера. Virtualization Engine містить також новий програмний модуль Tivoli Provisioning Manager для автоматизації процесів конфігурування і представлення всіх видів ресурсів в ИТ-середі: серверів, ОС, проміжного ПО, систем зберігання і мережевих пристроїв.

Для побудови практично необмежених по потужності систем використовується кластерне ПО, що забезпечує координацію і синхронізацію між вузлами. У AIX 5L системному адміністратору надається інтерфейс до апарату Cluster Systems Management (CSM), що дозволяє з однієї точки управляти логічним центром даних, освіченим фізично розподіленим кластером з серверів pSeries і xScries, працюючих з ОС AIX або Linux.

Крім того, спільно з AIX може бути поставлена система НАСМР (High Availability Cluster Multiprocessing), що допомагає забезпечити працездатність додатків в режимі 24x7 (цілодобово щодня) і що автоматично визначає сбойние вузли або порушення роботи мережі і организующая відновлення роботи обладнання, додатків і призначених для користувача сесій.

AIX 5L має сертифікат рівня С2, а також в ній передбачена розширена підтримка багатьох стандартних протоколів і технологій безпеки: Pluggable Authentication Module (РАМ), PKI, Enterprise Identity Mapping (EIM), BIND V9, SNMP V3, Mobile IPv6, WAP, OpenSSH і ряду інших, серед яких потрібно відмітити IBM Network Authentication Server, IBM Directory Server 4.1 і ICSA Certified Ipsec/VPN, технології безпеки в Java: JAAS, JCE/JCE, JSSE, JGSS і J-PKI.

Безсумнівно, майбутнє платформи IBM POWER пов'язане з розвитком процесорної архітектури POWER і подальшим вдосконаленням двох операційних систем - AIX 5L і i5/OS, однак, згідно з давнішній традицією, корпорація IBM не розкриває своїх планів відносно грядущих розробок до моменту їх офіційного оголошення. Можна тільки сказати, що наступне покоління POWER6 і відповідна ОС AIX 5L V5.4 повинні з'явитися орієнтувально в 2006 р.

Мейнфрейми IBM zSeries

В історії комп'ютерної індустрії існує декілька моментів, що визначили напрям подальшого розвитку електронно-обчислювальних машин. До них, без сумніву, відноситься проект по створенню нової архітектури ЕОМ - мейнфреймов, реалізованого IBM в першій половині 1960-х рр. Підхід, що Існував в той час до проектування і виробництва комп'ютерів певною мірою можна порівняти з виробництвом автомобілів до винаходу Генрі Фордом конвейєрного методу зборки. Кожна нова ЕОМ являла собою унікальний продукт, створений командою інженерів, причому ЕОМ не завжди навіть була універсальною, бо часто створювалася для рішення якої-небудь єдиної задачі. Природно, таке положення не могло задовольнити компанію, оскільки з кожною новою реалізацією множилася кількість нестандартних вузлів і блоків, несумісних між собою, а накопичений безцінний досвід разів за разом втрачався даремно. На самому початку 1960-х рр. керівництво корпорації ухвалило рішення про запуск кардинально нового проекту, націленого на створення стандартизованою, добре, високонадежной архітектури ЕОМ універсального призначення, що масштабується.

4 квітня 1964 р. проект приніс перші плоди - з'явилося сімейство обчислювальних машин IBM System/360, що стало епохальним в історії розвитку високопродуктивних серверів. Спочатку в серію входили моделі 20, 30, 40, 50, 60, 62, 70 і 92. Модель 20 була орієнтована на нижній сегмент ринку. Наступні три являли собою системи середнього рівня і повинні були замінити мини-ЕОМ серії IBM 1400. Останні чотири призначалися на заміну серії «важких» ЕОМ IBM 7000. У 1965 році сімейство поповнилося системами середнього рівня - моделями 57, 65 і 75, «науковою» моделлю 44, доповненою апаратним блоком для роботи з дійсними числами, і high-end моделлю 67, в якій уперше була реалізована система динамічної трансляції адрес, що дозволила підвищити ефективність роботи з пам'яттю і швидкодія системи, а також зачатки системи виртуализації ресурсів ЕОМ. У 1966 р. була представлена ще одна система вищої категорії - модель 91. У 1968 р. поповнення сталося в початковому секторі - модель 25 - і в секторі систем вищого рівня - модель 85. У 1969 р. з'явилася ще одна high-end машина - модель 195, нарешті, в 1971 р. остання система, модель 22, з категорії «легких» машин.

Як операційна система в машинах серії System/360 використовувалася спеціально розроблена система OS/360 (Operating System/360). Моделі нижнього рівня працювали з використанням одного з її різновидів - Basic Operating System/360 (BOS/ 360), Card Operating System (COS/360), Tape Operating System (TOS/360) або Disk Operating System/360 (DOS/360). Старші моделі використали систему OS/360 MVT (Multiprogramming with а Variable number of Tasks), що забезпечувала виконання декількох додатків одночасно в режимі багатозадачності з динамічним перерозподілом пам'яті.

Великі універсальні ЕОМ серії System/360 стали першими в світі системами, які були призначені як для комерційних, так і для наукових розрахунків. Трохи блоків виконання команд, а також вбудовані спеціалізовані процесори, функції операційної системи, зв'язуюче програмне забезпечення і микропрограммний код забезпечували високу масштабованість цих многопользовательских обчислювальних систем і їх взаємну сумісність.

Саме в рамках проекту по створенню System/360 були уперше застосовані багато які концептуальні рішення, що стали згодом незаперечним стандартом. Це передусім 8-біт байт замість 4-, що використовувалися раніше і би-біт, 32-розрядна архітектура обчислювальної системи, побайтна адресація пам'яті, сегментація і алгоритм сторінкової адресації пам'яті, а також багато які інші ідеї,

На початку 1970-х рр. IBM випустила на ринок модельний ряд високопродуктивних серверів другого покоління, що отримав назву System/370. Системи System/370 були зворотно сумісні з системами, що випускалися раніше System/360, але використали вдосконалені процесори, оперативну і зовнішню пам'ять, що дозволило розширити їх можливості по підтримці одночасно працюючих користувачів і більше за ресурсоемких і динамічних додатків. Основними новаціями System/370 можна вважати можливість використання декількох процесорів в рамках однієї системи, повноцінну підтримку віртуальної пам'яті і новий 128-розрядний блок речовинної арифметики.

Перші машини серії System/370 (моделі 145, 155, 165 і 195) з'явилися в 1970 р. і були націлені на середній і вищий рівень складності задач, що вирішуються. Роком пізніше була представлена система початкового рівня - модель 135. У 1972 р. до сімейства додалися моделі 125, 158 і 168: перша відносилася до категорії «легких», друга і третя - до «середніх» систем. Тоді ж в мейнфреймах з'явилася повноцінна програмно-апаратна система виртуализації ресурсів ЕОМ. У 1973 р. з'явилася сама молодша в серії система - модель 115. Через два роки вона отримала розвиток у вигляді двухпроцессорной модифікації 115-2. У цьому ж 1975 р. була представлена двухпроцессорная модель 125-2. 1976 р. ознаменувався цілим рядом нових систем, причому велика їх частина - трехпроцессорние моделі 135-3, 145-3, 158-3 і 168-3, і усього дві (138 і 148) використали один процесор.

Надалі (протягом 1980-х рр.)випускався цілий ряд машин, сумісних з оригінальною системою System/370. Спочатку вони базувалися на розширенні стандартної архітектури, System/370 Extended Architecture (370-ХА), що передбачав перехід від 24- до 31-біт адресації пам'яті, а пізніше на її подальшому розвитку - Enterprise Systems Architecture/370 (ESA/370), що повністю реалізовував переваги нових механізмів роботи з пам'яттю.

ОС сімейства System/370 (OS/370) корінням йде в попереднє покоління - OS/360 - і розвивалася на базі одного з її ответвлений під назвою Multiple Virtual Storage (MVS). Еволюція системи MVS повторювала розвиток апаратних коштів, що знайшло відображення в назві цієї системи в різні періоди часу: MVS/System Product(MVS/SP), MVS/Extended Architecture (MVS/XA) і MVS/Enterprise Systems Architecture (MVS/ESA).

Нове покоління мейнфреймов, сімейство System/ 390, з'явилося на початку 1990-х рр., але зберегло сумісність з попередніми поколіннями. У процесі створення System/390 сталося оновлення всієї елементної бази мейнфреймов - мікропроцесорів, оперативної і зовнішньої пам'яті на декілька поколінь. У період з 1990 по 1999 р. була випущена безліч різноманітних систем, відомих під загальною назвою IBM S/390 Enterprise Server.

У 2000 р. назву System/390 було замінено на IBM eServer zSeries, і в жовтні була представлена перша модель цього сімейства - система масштабу підприємства zSeries 900. На той період це була сама могутня ЕОМ масового комерційного застосування з коли-або створених раніше. Тоді ж з'явилася нова 64-розрядна операційна система z/OS, що вбрала в себе напрацювання попередніх поколінь, починаючи з OS/360. У 2002 р. було представлене сімейство zSeries 800, націлене на задачі середнього рівня. Нова версія 1.4 операційної системи z/OS, головної ОС для мейнфреймов zSeries, виявилася на 60% швидше попередніх. 2003 р. був відмічений появою нового лідера в сімействі zSeries - eServer zSeries 990. Нарешті, в 2004 р. оновлення прийшло в сегмент систем середнього рівня - в квітні з'явився сервер zSeries 890.

У середині 2005 року сімейство мейнфреймов пережило чергове перейменування - відтепер всі системи цього класу будуть означатися System z9. Одночасно з цим було оголошено про вихід нової системи - моделі 109.

З апаратної точки зору zSeries відрізняється високоинтегрированной упаковкою компонентів при зниженні можливості відмови будь-якої з них. У системі zSeries також реалізоване унікальне поєднання функцій забезпечення готовності, подібних коду корекції помилок (Error Correction Code, ECC) на всіх рівнях пам'яті, а також можливості автоматичного розвантаження сбойних процесорів і пам'яті при одночасному перемиканні на резервні компоненти без участі оператора і без порушення обслуговування користувачів. Можливість безперервного профілактичного обслуговування також вносить вагомий внесок в те, що середній час напрацювання на відмову (MTBF) систем zSeries обчислюється десятиріччями.

Жорсткі вимоги по доступності і надійності корпоративних систем обробки даних диктують використання многомашинних комплексів, кластерів, застосування різних схем дублювання, гарячого резервування критичних серверів. Для цього IBM пропонує використати принципово нову архітектуру комплексирования - Parallel Sysplex. Робота серверів в режимі Parallel Sysplex характеризується підвищеною живучістю комплексу: його надійність зараз 99,999%, що дозволяє обслуговувати користувачів 24 години в доби 365 днів в році. При відмові або навіть фізичному знищенні одного або декількох серверів можливий деякий спад продуктивності, але всі додатки будуть нормально функціонувати, цілісність даних не порушиться, користувачі будуть продовжувати роботу. Планові профілактичні роботи з обладнанням або програмним забезпеченням, підключення нових серверів в комплекс також відбуваються без переривання роботи комплексу.

Застосування Parallel Sysplex забезпечує високу пропускну спроможність комплексу. Завдяки динамічному балансуванню навантаження всі комп'ютери в Parallel Sysplex і всі процесори в кожному з серверів завантажені рівномірно. Таке ефективне використання ресурсів, що є забезпечує поліпшені показники часу відповіді для прикладних підсистем і зменшує загальну потребу в ресурсах.

Використання Parallel Sysplex забезпечить еволюційний розвиток обчислювальної системи. По мірі зростання числа користувачів системи і кількості додатків можна практично безмежно нарощувати потужність комплексу як шляхом додавання нових процесорів в існуючі сервери, так і додаванням нових серверів в комплекс без переривання технологічного циклу.

Катастрофоустойчивое рішення Geographically Dispersed Parallel Sysplex (GDPS) доповнює Parallel Sysplex, надаючи комплексне автоматизоване рішення для динамічного управління зеркалированием підсистеми дискової пам'яті, процесорами і мережевими ресурсами в територіально рознесених (GDPS/PPRC - до 40 км, GDPS/XRC - практично необмежено) обчислювальних комплексах. Це забезпечує підприємству постійну готовність і практично прозоре відновлення після катастроф без втрати даних. GDPS дозволяє контрольоване перемикати системи при планових і позапланових перервах в роботі і зберігати цілісність даних на безлічі підсистем пам'яті.

Завдяки високорозвинений інтегрованому набору інструментів управління системними ресурсами сервери сімейства zSeries володіють здатністю автоматично і безперервно перерозподіляти їх відповідно до потреб користувачів і пріоритетів бізнесу. Рівні обслуговування кінцевих користувачів можуть визначатися в термінах прийнятного часу реакції системи на їх запити, відносних пріоритетів користувачів, значень часу завершення роботи або часу виконання для пакетних завдань і інших параметрів, що визначають те, як система повинна відповідати на запити користувачів ззовні. Після визначення цілей і задач реакції системи zSeries на запити ззовні втручання оператора більше не потрібно - система автоматично і безперервно перерозподіляє системні ресурси відповідно до ділових потреб сотень або тисяч користувачів, груп або додатків, підтримуючи в реальному робочому середовищі рівень завантаження, близький до 100%.

У періоди зниженої активності користувачів zSeries може запускати завдання з меншим пріоритетом, щоб підтримувати рівень завантаження близьким до 100% без втручання оператора. Система автоматично реагує на потреби користувачів, що безперервно змінюються і бізнесу, відображені в бізнесі-пріоритетах.

У міру того як конфіденційність стає однією з найголовніших вимог бізнесу, підтримка SSL-транзакцій перетворюється у визначальний чинник при виборі сервера. IBM zSeries може працювати з вісімнадцятьма виділеними криптографічними співпроцесорами, які можуть обробляти декілька тисяч захищених транзакцій в секунду без зниження швидкості обробки додатків.

Незважаючи на всілякі пророцтва, що передрікали неминучу і швидку смерть цій платформі, в минулому році вона успішно відмітила 40-летие, при цьому, за оцінками ведучих аналітичних агентств світу, до 70% критично важливої корпоративної інформації зберігається і обробляється саме за допомогою мейнфреймов.

Платформа Sun SPARC

Історія платформи Sun SPARC починається з початку 1980-х рр., коли компанія Sun Microsystems впритул наблизилася до межі продуктивності своїх робочих станцій на базі процесорів Motorola. Нова процесорна архітектура SPARC (Scalable Processor Architecture), по задумах керівництва компанії, повинна була допомогти подолати нестачі існуючих на ринку рішень, забезпечити Sun незалежність від їх постачальників і допомогти вибитися в технологічні лідери. Основні ідеї SPARC розроблялися в Каліфорнійськом університеті (Берклі), де в 1980-1982 рр. створювалися системи з скороченим набором команд (RISC). Ключові роботи по створенню SPARC-архітектури були виконані в період між 1984 і 1987 рр. колективом інженерів Sun Microsystems. Би розроблене раніше рішення вони внесли ряд поліпшень, основним з яких була підтримка SMP-многопроцессорности. Важливо відмітити, що практично з самого початку керівництвом Sun було прийняте рішення зробити SPARC-архітектуру відкритим стандартом. Для цього в 1989 р. була організована незалежна компанія SPARC International (www.sparc.org), на яку поклали обов'язки по ліцензуванню архітектури всім зацікавленим. При цьому була визначена досить ліберальна цінова політика - ліцензію можна було придбати за суму, еквівалентну 100 доларам США.

На початку 1986 р. була опублікована специфікація першого покоління архітектури - SPARC Version 7. Перші 32-розрядні мікропроцесори з частотою 16,67 МГц на її базі в квітні 1986 р. для Sun виготувала компанія Fujitsu. З їх допомогою було побудоване сімейство робочих станцій Sun-4/260. Через два місяці стараннями програмістів компанії з'явилася стабільна версія операційної системи SunOS для нової платформи. Перша ОС платформи SPARC була заснована на дистрибутиві BSD UNIX, доповненому мережевим ПО і графічним віконним інтерфейсом, а згодом мережевою файловою системою NFS. Для максимальної концентрації зусиль по розвитку ОС і необхідного ПО в 1991 р. в Sun було сформовано підрозділ SunSoft. Крім безпосередньо розробки, в його функції також входило забезпечення ліцензіями на ПО дистриб'юторів, OEM-партнерів і кінцевих користувачів.

8 липня 1987 р. - офіційне народження нової RISC/UNIX платформи: Sun представила комп'ютерному співтовариству одночасно і відкриту архітектуру SPARC, і першу систему, що базується на ній Sun-4/260, і ОС, і обширний набір прикладного ПО.

Робоча станція SPARCstation 1, що з'явилася в 1989 р., стала першою дійсно масовою системою на базі нової архітектури і яскравою демонстрацією її можливостей. У цьому ж році було оголошено про представлення другого, більш довершеного покоління архітектури SPARC - SPARC Version 8.

У 1991 р. з'явився перший сервер Sun - SPARC-server 600MP. Незважаючи на те що він був побудований на процесорі з архітектурою SPARC Version 7, його оголошення стало важливою подією - платформа SPARC перейшла в розряд серверний. Тоді ж з'явився перший портативний комп'ютер на базі SPARC - SPARC LT. 1991 р. став переломним і в сфері ПО - SunOS 4.1.4 вже не задовольняла Sun як рішення для многопроцессорних систем. У вересні було оголошено про вихід нової ОС на основі AT&Т System V, самої важливою особливістю якої стало наново переписане ядро, що включило в себе розширену підтримку многопоточности на рівні всіх системних і прикладних процесів. Продукт отримав назву Solaris 2. Незважаючи на нове ім'я, ОС Solaris все ж виросла з SunOS - навіть сьогодні в системних повідомленнях можна бачити позначення SunOS 5.x, де X означає поточну версію Solaris. Для більшості додатків ОС Solaris забезпечує практично лінійне зростання продуктивності при збільшенні числа процесорів в системі, втілюючи концепцію SMP-обчислень. Завдяки прекрасній масштабованість одна і та ж ОС використовується і на однопроцесорний робочих станціях, і на серверах масштабу робочої групи і підприємства.

У 1992 р. з'явився перший процесор на базі архітектури SPARC Version 8 - SuperSPARC I. Суперськалярний процесор інтегрував в себе всі основні виконавчі блоки, поза кристалом залишався лише контроллер кеш-пам'яті L2 і сам кеш. Подібне рішення дозволило значно підвищити продуктивність кінцевих систем. У травні 1992 р. була випущена робоча станція SPARCstation 10, що об'єднала в одній системі два процесори SuperSPARC і шина MBus.

Роком пізніше було оголошено про завершення розробки третього покоління архітектури SPARC - SPARC Version 9. Її головною відмітною особливістю став перехід до 64-розрядних обчислень. Крім того, стався перехід від шинної архітектури взаємодії системних компонентів до комутованої. З моменту появи і до цього часу Version 9 залишається базою для проектування апаратної і програмної складових SPARC-платформи. У лютому 1995 р. ідеї, закладені в SPARC Version 9, знайшли фізичне втілення - з'явився процесор UltraSPARC I.

В листопаді цього ж року був представлений восьмипроцессорний сервер SPARCserver 1000, а в грудні 20-процесорний SPARCcenter 2000. Обидва на процесорах SuperSPARC і шині з комутацією пакетів XDBus. Це були перші по-теперішньому часу великі системи, створені в рамках платформи SPARC, поява яких визначила зрілість платформи, її готовність до побудови складних високопродуктивних SMP-систем для масового застосування.

1996 р. виявився дуже важливим для майбутнього SPARC-платформи - компанія Sun Microsystems придбала дослідницький підрозділ Cray Research, що входив раніше до складу найбільшого виробника суперкомп'ютерів Cray. Це крок відкрив Sun доступ до напрацювання в області надскладних великих обчислювальних систем і дозволив їй значно підвищити масштабованість своїх рішень.

Завдяки новим ідеям, в 1997 р. був випущений 64-процесорний сервер масштабу підприємства - Sun Enterprise 10000 на процесорах UltraSPARC II, що з'явилися в тому ж році декілька раніше і що базуються на архітектурі SPARC Version 9. Характерну для попередніх моделей шинну організацію взаємодії вузлів всередині системи в Sun Enterprise 10000 замінила архітектура UltraSPARC Port Architecture (UPA) на базі спеціалізованого високошвидкісного внутрисистемного комутатора. Не буде перебільшенням сказати, що на той момент ця система виявилася унікальною, що не має близьких аналогів. Конкуруючі рішення не вийшли за межі двох десятків процесорів в одній системі. Крім того, сервер Sun Enterprise 10000 став першою SPARC-системою, в якій були реалізовані принцип динамічного разбиения на домени і ідеї динамічного реконфигурирования. Кожний домен містив накопичувач з незалежною копією ОС Solaris, деяку кількість процесорів, мережевих інтерфейсів і інтерфейсів введення-висновку, при цьому процесори і I/О-інтерфейси могли перерозподілятися між декількома доменами динамічно в залежності від задач, що вирішуються і поточного рівня навантаження.

Нове покоління ОС Solaris - Solaris 7 - з'явилося в 1998 р. Незважаючи на вторичность причин, що спричинили появу цифри 7 в назві, внесені в ОС зміни носили досить серйозний характер: відповідно до вимог SPARC Version 9 вона була перероблена під 64-розрядну апаратну базу, що найкращим образом позначилося на продуктивності, розширюваності і масштабованість платформи SPARC.

2001 р. пам'ятний появою процесора UltraSPARC III з інтегрованим в кристал контроллером пам'яті, випуском на його основі нового модельного ряду серверів під назвою Sun Fire, орієнтованого на середній рівень задач і відповідну цінову категорію, і переходом до нової технології спілкування внутрисистемних компонентів Fireplane. Система Sun Fire 280R стала першою SPARC-системою середнього рівня, в якій застосовувалися технології динамічного ре-конфігурування і разбиения на домени. Крім того, в серії Sun Fire був реалізований модульний підхід до побудови систем, що дозволив створювати отказоустойчивие, легко і сервери, що модернізуються, що розширюються, які не вимагали припинення роботи в процесі будь-яких маніпуляцій з ними. Тоді ж з'явилася ОС під назвою Solaris 8, в якій був істотно перероблений механізм організації многопоточности всередині ядра.

Багатим на події для SPARC-платформи виявився 2003 р. - в квітні були запущені у виробництво процесори UltraSPARC IIIi - спрощений варіант UltraSPARC III, призначений для побудови недорогих від однопроцесорний до чотирипроцесорний систем, оптимізованих по співвідношенню ціна/продуктивність. У липні світло побачила нова версія UltraSPARC III, працююча на підвищених тактових частотах. А в жовтні був представлений новий процесор, що отримав назву UltraSPARC IV. З архітектурної точки зору нічого нового в ньому не було: просто він об'єднав два ядра UltraSPARC III в одному процесорному корпусі. Однак з точки зору підвищення продуктивності і особливо перспектив подальшого розвитку платформи SPARC це був дуже серйозний крок до реалізації апаратної многопоточности. Нарешті, в цьому ж році була представлена 9-я версія ОС Solaris, в якій ще раз був перероблений спосіб організації могопоточности, і як остаточний варіант був вибраний спосіб «один до одного», коли кожному призначеному для користувача потоку відповідає потік всередині ядра.

Теперішній час SPARC-платформи пов'язаний з трьома компаніями: Sun Microsystems, Fujitsu і Texas Instruments. Перші дві займаються розробкою і вдосконаленням архітектури SPARC і в 2004 р. для підвищення ефективності цього процесу і координації дій утворили альянс. Остання виготовляє процесори для Sun на своїх виробничих потужностях.

15 листопада 2004 р. Sun анонсувала, а на початку 2005 р. представила радикально оновлену ОС Solaris 10. Ця подія супроводилася оголошенням про відкриття початкових кодів ОС і запуском масштабного open-source-проекту з її подальшої розробки.

Радикальні зміни торкнулися як технічної частини, так і самої бізнесу-моделі, в тому числі постачання і ліцензування ПО, способів його оновлення і умов технічного супроводу. Починаючи з 10-й версії, Sun Microsystems перейшла до більш відкритої, простій і наочній ліцензійній політиці. Будь-який зацікавлений споживач тепер може вільно завантажити образи дисків з ОС, причому як для архітектури х8б, так і для SPARC, і встановлювати ОС на будь-яку кількість серверів будь-якої конфігурації. При цьому йому будуть доступні всі оновлення, пов'язані з безпекою. Якщо ж у користувача виникне потреба в технічній підтримці, він може підписатися на одну з платних програм.

У пул найбільш цікавих і значущих технологій Solaris 10 увійшла система виртуализації Solaris Containers, система діагностики і контролю DTrace і файлова система ZFS.

Вбудована система виртуализації Solaris Containers (раніше відома як N1 Grid Containers) дозволяє системному адміністратору організувати в рамках єдиної інсталяції ОС декілька віртуальних системних розділів, званих зонами. При цьому всередині кожної зони існує персонализированное простір імен і процесів - вона виступає в ролі самостійній, ізольованій від інших зон, системи з власними користувачами, каталогами і мережевими адресами. Процеси і користувачі, в тому числі суперпользователь root, працюючі в межах однієї зони, не мають доступу до ресурсів і даних інших, так що навіть у разі порушення режиму безпеки і несанкціонованого проникнення в яку-небудь з них зловмисник не отримає доступу до всієї системи. Кожній такій зоні може бути призначений контейнер - набір локалізованих системних ресурсів. Технологія контейнерів призначена дли розподілу ресурсів між окремими процесами, групами процесів і користувачами, однак в поєднанні із зонним діленням вона дозволяє оптимально настроїти всю систему, виділивши кожній області-зоні рівне стільки ресурсів, скільки їй необхідно для забезпечення заданої функціональності. Таке поєднання дає адміністратору можливість створювати безліч віртуальних серверів і маніпулювати ними по власному розумінню, не побоюючись, що вони будуть як-небудь впливати один на одну. Технологія вельми економічна з точки зору системних ресурсів - на кожний контейнер потрібно менше за 1 % накладних витрат. Обслуговування навіть декількох сотень віртуальних серверів не дуже збільшує навантаження на адміністратора - всі контейнери працюють в рамках однієї копії Solaris 10 і можуть успадкувати всі встановлені пакети, виправлення і глобальні настройки.

Інструмент DTrace (Dynamic Tracing) за допомогою спеціальних інформаційних датчиків, число яких може досягати трохи тисяч, автоматично діагностує в реальному часі «вузькі місця», що впливають на продуктивність додатків і роботу системи загалом. Він покликаний замінити стандартний для UNIX-систем підхід до діагностики і адміністрування, пов'язаний з використанням набору допоміжних утиліт і файлів з протоколами системних операцій, пропонуючи системному адміністратору автоматизацію значної частини функцій і їх консолідацію в рамках єдиного керуючого інтерфейса.

Нова файлова система Solaris ZFS (zettabyte file system) забезпечує 128-біт адресацію пам'яті, гарантуючи відсутність проблем при роботі з великими об'ємами даних навіть у віддаленому майбутньому. Крім того, в неї вбудована система захисту від фізичних пошкоджень, заснована на CRC-методі корекції помилок. Нарешті, Solaris ZFS дозволяє здійснювати будь-які маніпуляції з розділами на літу: адміністратор може створювати і видаляти розділи, розділяти і групувати існуючі, перерозподіляти простір з одного розділу в інший, причому без припинення роботи системи і без перезавантажень.

Технологія автоматичного контролю за станом серверний системи (Predictive Self Healing) дозволяє ОС самостійно діагностувати, ізолювати і усувати практично будь-які програмні і апаратні збої. Компонент Solaris Fault Manager - складова частина технології Predictive Self Healing - здійснює моніторинг апаратних і програмних частин системи, зазделегідь виявляючи потенційно сбойние дільниці і виводячи їх з робочої середи. Безпосередня участь адміністратора зведена до мінімуму і відноситься в основному до випадків незмінюваних збоїв, що вимагають негайного втручання.

Варто особливо відмітити, що для платформ SPARC і х86 дистрибутив Solaris 10 збирається з однієї і тієї ж гілки розробки, так що обидві версії абсолютно ідентичні, зрозуміло, за винятком частин, пов'язаних з апаратними особливостями платформ. Це дозволяє замовникам залучитися до миру UNIX, не затрачуючи яких-небудь значних коштів на придбання необхідного обладнання, але дає можливість безболісно масштабувати інформаційну систему на високоуровневие і більш продуктивні рішення при досягненні платформою х86 меж продуктивності і розширюваності.

Фактично індустрія отримала у вигляді Solaris 10 унікальну можливість консолідувати ИТ-інфраструктуру замовників без її корінної переробки.

Відмінна риса платформи SPARC - її спадкоємність: навіть сьогодні, незважаючи на всі минулі за час її існування зміни поколінь, замовники можуть без проблем працювати з ПО, написаним 10 і більше за роки тому, при цьому мова йде про пряме виконання програмного коду без яких-небудь його змін і перекомпіляції. Більш того спадкоємність розповсюджується не тільки на програмну частину, але в певній мірі і на апаратну - поява нового покоління процесорів не приводить до зміни всієї системи цілком, досить замінити інтегровані плати Uniboard, вмісні процесор і ОЗУ.

Список літератури

Журнал Upgrade4_08_05