IBM nedávno oznámila uvedení nového procesoru POWER6, který je podle vyjádření výrobce určen pro aplikace s vysokými nároky na zpracování dat. Ve srovnání s předchozí verzí byla také upravena správa napájení, při které dochází k vypínání nepotřebných částí procesoru a tím i k úspoře energie. Další novinka nese označení Cool Blue a slouží ke snížení tepla v datových centrech. O tom všem jsme si povídali s Petrem Havlíkem, produktovým manažerem firmy.
Nedávno jste oznámili uvedení nového procesoru POWER6 na trh. Pro koho je určen a jaké jsou jeho hlavní výhody?
Nový procesor IBM POWER6 je určen pro širokou produktovou řadu serverů, které jsou využívány především pro databázové aplikace, systémy pro plánování výroby, systémy zúčtování poplatků a podobně. Díky všestranným vynikajícím výkonnostním parametrům se rovněž hodí pro aplikace s vysokými nároky na intenzivní numerické zpracování dat, jako je například předpovídání počasí nebo simulace fyzikálních a biologických reakcí.
Za hlavní výhody považuji následující tři vlastnosti: již zmiňovaný vysoký výkon, energetickou úspornost a podporu virtualizačních technologií, které umožní významně optimalizovat vysoký výkon systému a snížit tak náklady spojené s nákupem a provozováním serverové infrastruktury klienta.
Vysokým výkonem se chlubí prakticky každý výrobce nově uváděného hardwaru. Můžete nám prozradit, jaké jsou hlavní novinky procesoru POWER6 proti předchozí generaci POWER5?
Rozdílů mezi POWER5 a POWER6 je celá řada. Na první pohled zaujme více než dvojnásobně vyšší taktovací frekvence. Pokud bychom se bavili o návrhu procesoru, tak se jedná o změny: integrované VMX (jednotka pro zpracování multimediálních dat) a DFU (přímá podpora zpracování dat v desítkové soustavě) jednotky.
Řada změn byla rovněž implementována v oblasti vysoké dostupnosti procesoru, kde ECC technologie kontroluje nejen vyrovnávací paměť, jak je dnes již zvykem u řady procesorů, ale i registry a většinu logiky datových toků. Stovky logických kontrolních míst dokáží v případě, že zjistí chybu společně se speciální jednotkou obnovy funkce, bezpečně restartovat chybnou operaci bez vlivu na chod systému (v jiných procesorech vznik takového stavu znamená zhroucení celého systému).
Další oblastí jsou funkce pro úsporu energií, které automaticky „odpojují“ od napájení ty části procesoru, které nejsou aktuálně používány pro zpracování programu. I toto není úplná novinka. Již u předešlých procesorů (POWER5) byl dynamický power management k dispozici, ale implementace v POWER6 zachází výrazně dále.
K řadě změn došlo i z hlediska výrobního postupu. POWER6 je přibližně 3x složitější (750 mil. tranzistorů oproti 250 u POWER5), používá 65nm křemíkovou technologii s 10 vrstvami low-key-dielektric měděnými spoji. Pro uživatele tyto technologické novinky přinášejí dvojnásobný výkon a vysokou úroveň dostupnosti celého systému.
Jak dlouho trval vývoj procesoru POWER6 a bylo dosaženo všeho, co bylo původně plánováno?
O existenci návrhů procesoru POWER6 se hovořilo již v roce 2001, kdy byl komerčně dostupný procesor POWER4. Z pohledu časového uvedení procesoru na trh byly plány společnosti IBM splněny tak, jako u všech předchozích generací. Funkce procesoru byly určitě v průběhu vývoje ovlivňovány uvedením nových výrobních postupů a materiálů tak, jak se je vědcům v IBM postupně dařilo vyvíjet.
Kolik lidí se na jeho vývoji podílelo a kde tento procesor vznikl?
Hlavním srdcem vývoje jsou IBM laboratoře v Austinu, stát Texas. V dnešní moderní době se na vývoji takto komplexní součásti podílela i celá řada dalších laboratoří IBM. Základní vývojový team tvoří několik set lidí.
Pracuje se již na nástupci tohoto procesoru? Co bude nabízet nového a na kdy je naplánováno uvedení?
Ano, již druhým rokem se pracuje na vývoji procesoru POWER7, velmi předběžně se dá očekávat jeho uvedení kolem roku 2010. Novinky, které bude procesor POWER7 nabízet, jsou v dnešní době považovány za důvěrné informace. V případě zájmu lze na stránkách organizace sdružení uživatelů a firem využívajících technologii Power – Power.Org zjistit celou řadu informací, které naznačují, kterým směrem se procesory Power budou dále vyvíjet.
Testuje se 6 Ghz
Před rokem a půl se mluvilo o frekvenci 5 GHz. V současné době jsou v nabídce procesory s frekvencí začínající na 3,7 GHz přes 4,2 GHz až po 4,7 GHz. Budou v prodeji procesory, které pokoří frekvenci 5 GHz?
Očekáváme servery s 5 GHz procesory v příštím roce. Jinak jsou testovány i varianty s 6 GHz.
U konkurenčních procesorů frekvence příliš nevzrůstá, výkon je navyšován pomocí dalších jader. Proč POWER6 obsahuje pouze dvě jádra, které měl již POWER4?
Společnost IBM je průkopníkem technologie procesoru s více jádry. IBM je první firma, která již v roce 2001 uvedla na trh procesor POWER4 s dvěma jádry. Konkurenční společnosti přišly s obdobným řešením až v průběhu roku 2004.
Procesory POWER dnes představují výkonnostní špičku pro všechny typy úloh. Zvyšování počtu jader je určitě cesta ke zvyšování výkonu v případě, že nemáte k dispozici efektivní technologie ke zvýšení výkonu vlastního jádra procesoru. Vícejádrové procesory a systémy kladou nové požadavky na vývojáře aplikací, u nichž v dnešní době není vždy zaručeno rychlejší zpracování na víceprocesorové architektuře. Některé aplikace jsou schopny dokonce využít pouze jedno jádro procesoru nebo v lepším případě se zpracování zrychluje pouze na dvou nebo čtyřech jádrech v závislosti na typu řešené úlohy.
Ve spojitosti s procesory POWER6 se hodně mluví o úsporných režimech. Jaká je spotřeba při minimálním a maximálním zatížení?
Maximální spotřeba procesoru POWER6 s taktovací frekvencí 4,7 Ghz je 190 wattů. Při běžném provozu v prostředí serverů klesne spotřeba díky výše zmiňovaným technologiím pod 100. Uváděná spotřeba se týká celého čipu se dvěma jádry. Vzhledem k tomu, že výkon procesoru je v závislosti na aplikaci 2 až 3x vyšší, než u konkurenčních procesorů s obdobnou spotřebou, tak je zřejmé, že procesor POWER6 přináší kromě celé řady dalších výhod i výrazné energetické úspory.
Doposud byly aritmetické výpočty s plovoucí desetinnou čárkou zpracovávány softwarově, POWER6 to zvládne na hardwarové úrovni. Projeví se tento fakt výrazně na výkonu? Bude potřeba přeprogramovat aplikace?
Pokud budeme chtít využít hardwarovou podporu výpočtu v desítkové soustavě, tak bude většinu aplikací nutné rekompilovat novými kompilátory, které podporují DFU. Ale pro některé např. Java aplikace (za předpokladu, že využívají MathContext Decimal64 a BigDecimal) není rekompilace nutná a mohou hardwarové zpracování využívat ihned.
Vliv na celkový výkon závisí na podílu desetinných kalkulací v celkovém aplikačním kódu. Tento podíl bývá obvykle velmi malý, tedy i vliv na rychlost běhu aplikace není výrazný. Při laboratorním testu kódu obsahujícího jen desetinné násobení a dělení došlo k výraznému zrychlení. Nicméně rychlost není jediná výhoda DFU. Při použití DFU eliminujete chyby způsobené softwarovým zaokrouhlováním.
Vzdalujeme se od konkurence
Jak si vedou tyto procesory v oblasti prodeje při porovnání s konkurencí AMD Opteron a Intel Itanium?
Podle statistik společnosti IDC se prodává výrazně více procesorů POWER než například procesorů Itanium. Očekáváme, že s nástupem POWER6 se ostatním serverovým procesorům vzdálíme ještě víc, a to co do počtu dodaných serverů, tak i výkonem a dalšími vlastnostmi.
Jak je to s výkonem tohoto procesoru?
Hned po uvedení na trh byl procesor POWER6 podroben řadě aplikačních a technických testů. Jedním z nejčastěji používaných testů pro komerční prostředí je tpc benchmark, kde POWER6 server p570 s 16 jádry dosáhl výkonu více než 1,6 miliónu tpm. V kategorii serverů s 16 a více procesory dosahuje tak přibližně 3x vyšší výkon na procesor než konkurenční servery.
V jakých serverech je možné nalézt tyto procesory?
Momentálně je procesor POWER6 nasazen do kategorie středních serverů p570, které jsou 2-16cestné. Koncem tohoto roku očekáváme blade server a menší a střední servery. V příštím roce potom high-end systémy.
Kolik procesorů může být obsaženo v jednom serveru?
POWER6 podporuje až 128cestné servery, tedy 64 dual core čipů. Aktuálně máme v nabídce maximálně 16cestný systém.
Jsou již dostupné na trhu? Projevily už velké společnosti zájem o tyto servery? Jaké jsou odezvy od zákazníků?
Na servery s POWER6 přijímáme objednávky od 8. června. Zájem ze strany zákazníků je veliký, první dodávky na český trh očekáváme v červenci. Reakci na vlastní provozování serveru v době tohoto rozhovoru zatím z českého prostředí nemáme. Máme reakce zákazníků na provedené testy zákaznických aplikací z IBM kompetenčního centra v Montpellier ve Francii. Dosažené výsledky korespondují s očekáváními založenými na benchmarcích.
Jsou již známy nějaké nevýhody či chyby?
Nejsem si vědom chyb nebo nevýhod POWER6 procesorů nebo serverů. Věřím, že kromě aktuálně nabízeného modelu brzy uspokojíme i zákazníky požadující malé servery nebo high end systémy.
Chladivá inovace Cool Blue
Čeho se týká inovace Cool Blue?
Cool Blue je technologická komponenta v nabídce IBM, která pomáhá regulovat množství generovaného tepla v datových centrech. Většina dnešních datových center se potýká s problémem stále rostoucí spotřeby energie, vzrůstu generovaného tepla a rostoucími požadavky na chlazení. Cool Blue je možné použít pro různé typy serverů, je navržen tak, aby ho bylo možné nasadit na jakýkoli IBM eServer Enterprise rack. Oficiální název této komponenty je eServerTM Rear Door Heat eXchangerTM.
Jakých výsledků dosahuje Cool Blue?
Cool Blue dle naměřených hodnot dokáže odebrat až 55 % tepla vyzářeného servery v racku. Tím se teplo nedostane do prostor datového centra a sníží se nároky na klimatizaci. Energetická úspora při běžném provozu je kolem 15 %.
Jaké jsou požadavky pro použití Cool Blue?
Cool Blue je nutné připojit na rozvod chlazené vody, jinak jsou požadavky v podstatě nulové. Vzhledem k tomu, že neobsahuje mechanické součásti, tak jsou navíc jakákoli rizika minimální.
Jak hodnotí tento systém zákazníci?
Cool Blue uživatelům umožňuje umístit více serverů do racku, aniž by to způsobilo další nárůst teploty. Tím samozřejmě šetří i prostor, kterého se v řadě datových center nedostává. Pozitivně hodnotí především snadnou instalaci Cool Blue.
Jaké další technologické inovace IBM připravuje?
Nechme se překvapit.