Войти
| 32-канальный носитель microDataCenter | |
|---|---|
 | |
| полностью заполненный DOME microDataCenter, как показано на SC17, Денвер, ноябрь 2017 г., содержащий 24 сервера и 8 плат FPGA, 10GbE коммутатор, хранилище, питание и охлаждение - на рисунке показана половина модуля в стойке 2U |
A microDataCenter содержит вычислительные ресурсы, хранилище, питание, охлаждение и сетевые функции в очень небольшом объеме, иногда также называемом «DataCenter-in-a». -коробка ". Этот термин использовался для описания различных воплощений этой идеи за последние 20 лет. В конце 2017 года на конференции SuperComputing 2017 была показана очень тесно интегрированная версия: DOME microDataCenter. Ключевыми особенностями являются его водяное охлаждение, полностью твердотельный корпус и только стандартные компоненты и стандартные компоненты.
DOME - это проект, финансируемый правительством Нидерландов между IBM и ASTRON в форме государственно-частного партнерства для разработки технологических дорожных карт, ориентированных на Square Kilometer Array (SKA), в мире крупнейший из запланированных радиотелескоп. Он будет построен в Австралии и Южной Африке в конце 2010-х - начале 2020-х годов. Одним из 7 проектов DOME является MicroDataCenter (ранее называвшийся Microservers ), который является небольшим, недорогим и вычислительно эффективным.
Цель MicroDataCenter - возможность его использования как рядом с антеннами SKA. для ранней обработки данных и на более крупных суперкомпьютерах, которые будут выполнять анализ больших данных. Эти серверы могут быть развернуты в очень большом количестве и в экологически экстремальных местах, например в пустынях, где будут располагаться антенны, а не только в охлаждаемых центрах обработки данных.
Распространенное заблуждение состоит в том, что микросерверы обладают низкой производительностью. Это вызвано тем, что первые микросерверы были основаны на атомах или ранних 32-битных ядрах ARM. Цель проекта DOME MicroDataCenter - обеспечить высокую производительность при низкой стоимости и низком энергопотреблении. Ключевой характеристикой MicroDataCenter является его упаковка: очень маленький форм-фактор, обеспечивающий короткие расстояния связи. Это основано на использовании микросерверов, устранении всех ненужных компонентов за счет максимальной интеграции традиционного вычислительного сервера в одну SoC (сервер на кристалле). Микросервер не обеспечивает максимально возможной однопоточной производительности, вместо этого он предлагает оптимизированную по энергопотреблению конструктивную точку при средней или высокой производительности. В 2015 году на рынке начинают появляться несколько высокопроизводительных SoC, в конце 2016 года доступен более широкий выбор, например Qualcomms Hydra.
На уровне сервера 28-нм микросерверная карта на базе T4240 предлагает в два раза больше операций на джоуль по сравнению с к оптимизированному по энергии 22-нм серверу на базе Finfet XEON-E3 1230Lv3, обеспечивая при этом повышение совокупной производительности на 40%. Сравнение проводится на серверной плате, а не на уровне микросхемы.
В 2012 году команда IBM Research Zürich во главе с Рональдом П. Люйтеном начала заниматься очень вычислительной плотная и энергоэффективная 64-битная компьютерная конструкция на основе стандартных компонентов, работающая под управлением Linux. Дизайн система на кристалле (SoC), в котором большинство необходимых компонентов помещались бы на одном кристалле, лучше всего соответствовал бы этим целям, и появилось определение «микросервера» там, где по существу законченная материнская плата (кроме ОЗУ, загрузочной схемы вспышки и преобразования мощности) поместились бы на микросхеме. Были исследованы решения на базе ARM, x86 и Power ISA, а также решение, основанное на Freescale на основе Power ISA двухъядерный P5020 / четырехъядерный P5040 процессор вышел на первое место во время принятия решения в 2012 году.
Концепция такова. аналогичен суперкомпьютерам IBM Blue Gene , но микросервер DOME разработан на основе стандартных компонентов и будет работать со стандартными операционными системами и протоколами, чтобы снизить затраты на разработку и компоненты вниз.
Полный микросервер основан на том же форм-факторе, что и стандартный разъем FB-DIMM. Идея состоит в том, чтобы разместить 128 из этих вычислительных карт в стойке 19 дюймов 2U ящика вместе с сетевыми коммутаторами для внешнего хранения и связи. Охлаждение будет обеспечиваться с помощью системы охлаждения горячей водой Aquasar впервые был разработан суперкомпьютером SuperMUC в Германии.
Дизайн первого прототипа был представлен сообществу пользователей DOME 3 июля 2014 года. Чип P5040 SoC, 16 ГБ DRAM и несколько управляющих микросхем (например, PSoC 3 от Cypress, используемые для мониторинга, отладки и загрузки ) включают полный вычислительный узел с физическими размерами 133 × 55 мм. Контакты карты используются для SATA, пяти Гбит и двух 10 Гбит Порты Ethernet, один интерфейс SD-карты, один интерфейс USB 2 и питание. Вычислительная карта работает в пределах диапазона мощности 35 Вт с запасом до 70 Вт. 34>спецификация материалов составляет около 500 долларов за один прототип.
В конце 2013 года была выпущена новая SoC. выбран для второго прототипа. Более новый 12-ядерный / 24-поточный T4240 от Freescale значительно мощнее и работает в пределах диапазона мощности, сопоставимого с P5040 при TDP 43 Вт. Эта новая микросерверная карта предлагает 24 ГБ DRAM, а также питание и охлаждение от медного радиатора. Он строится и проверяется для крупномасштабного развертывания в ящике размером 2U в начале 2017 года. Для поддержки собственной передачи сигналов 10 GbE разъем DIMM был заменен на разъем SPD08.
В конце 2016 года была завершена производственная версия карты микросервера на базе T4240. Примерно в то же время была завершена вторая серверная плата-прототип с использованием того же форм-фактора и того же разъема (и, следовательно, совместимого с разъемами) на базе SoC NXP (ранее Freescale) LS2088A (с 8 ядрами A72 ARMv8).
| производственная версия microDataCenter | |
|---|---|
 | |
| 32-канальный носитель с 24 серверами T4240ZMS и 8 картами FPGA |
Технология микро центров обработки данных наименьшего форм-фактора была впервые предложена группой микросерверов DOME в Цюрихе. Вычисления состоят из нескольких микросерверов, а сеть состоит как минимум из одного модуля микропереключателя. Первая живая демонстрация 8-позиционного прототипа системы на базе P5040ZMS была проведена на Supercomputing 2015 как часть демонстрации новых технологий, а затем живая демонстрация на CeBIT в марте 2016 года. 8 Way HPL был продемонстрирован на CeBIT, отсюда и название «LinPack». -в-обувной коробке ».
В 2017 году команда завершила готовую к производству версию, которая содержит 64 сервера T4240ZMS, два коммутатора 10/40 GbE, хранилище, питание и охлаждение в стойке 2U. На рисунке внизу справа показан 32-сторонний несущий элемент (половина стойки 2U), заполненный 24 серверами T4240ZMS, 8 платами FPGA, коммутатором, системой питания и системой охлаждения. Эта технология увеличивает плотность в 20 раз по сравнению с технологией традиционных центров обработки данных, обеспечивая при этом ту же совокупную производительность. Это достигается за счет новой нисходящей конструкции, минимизации количества компонентов, использования SoC вместо традиционного ЦП и плотной упаковки, обеспечиваемой использованием водяного охлаждения.
Стартап Компания, все еще находящаяся в скрытом режиме, находится в процессе получения лицензии на технологию от IBM для вывода технологии на рынок в первом полугодии 2018 года.
К сожалению, стартап-компания не смогла получить начальное финансирование для начала производства. Этот проект, включая все ресурсы, был законсервирован, и Рональд уволился из исследовательской лаборатории Цюриха. (Август 2020 г.)
