Servrarnas nya ansikte

Förra veckan hörde vi tre tillkännagivanden som tillsammans kunde ha ett stort inflytande på hur servrar kommer att se ut under de kommande åren. Först meddelade Intel uppdateringar av nästan hela servern med serverprocessorer. Sedan meddelade HP att de levererar de första servrarna i sin projekt Moonshot-familj av mikroservrar, vilket skulle möjliggöra flera olika typer av små servrar. Slutligen avslöjade IBM sitt Flash Ahead-initiativ, en plan för att öka användningen av flash-lagring i servrar, leds av en ny familj med alla flash-lagringssystem. Var och en var intressant, men tillsammans föreslår de att servervärlden dramatiskt förvandlas.

En sak att notera är att till skillnad från datorer förblir serverförsäljningen ganska stark. Gartner säger att serverns intäkter förväntas växa 3, 5 procent jämfört med året 2013, med leveranserna med 4, 9 procent. Men inom det finns det några stora förändringar. Mer och mer utformar de största webbskalaföretagen sina egna servrar, ofta med de stora taiwanesiska ODM: erna (original designtillverkare) skapar anpassade servrar bara för dem.

Intels nya processorer

Av förra veckans tillkännagivanden var Intels nya serverlinje i vissa avseenden den mest konventionella. Företaget visade upp nya chips över ett enormt sortiment för servrar, från Atom-chip riktade till mikroservrar till Xeon E7, riktade till enorma fyra- till åtta-uttagsmaskiner.

Företaget meddelade att specifika versioner av sin Atom 1200-processor, känd som Centerton, nu är tillgängliga och var en del av HP Moonshot-lanseringen. Detta är en 32nm dual-core processorfamilj som kommer i ett antal hastigheter från 1, 6 GHz till 2, 0 GHz och med en termisk designkraft (TDP) från 6, 1 till 8, 5 watt; den kan adressera upp till 8 GB RAM, mer än många konkurrerande mikroserverchipdesign.

Detta kommer att följas senare under året med ett 22nm versionchip som heter Avoton, byggt på en ny mikroarkitektur känd som Silvermont. Intel säger att detta kommer att erbjuda en prestandaförbättring på 50 procent och kommer att inkludera en integrerad Ethernet-controller. Företaget tillkännagav också Briarwood, en 32nm-version riktad till lagringsmarknaden, och Rangely, en kommande 22nm-version riktad mot nät- och kommunikationsinfrastruktur.

För små traditionella servrar talade Intel om nästa version av sin Xeon E3-familj, en 22nm baserad på Haswell-arkitekturen som förväntas dyka upp i Core-skrivbordet och bärbara datordelar under de kommande månaderna. Liksom den befintliga E3 baserad på Sandy Bridge-arkitekturen, är den nya E3-1200 v3 mestadels ett desktopchip som är återanvändt för små servrar med enkel uttag. Det kommer att finnas tillgängligt senare i år i två- och fyrkärniga versioner. Intel säger att den lägsta TDP kommer att vara 13 watt, jämfört med tidigare versioner.

Processorn jag ser mest på servrar som riktar sig till den traditionella företagsmarknaden är Xeon E5, designad för servrar med enkel och två socklar. Arbetshästen på linjen är Xeon E5, som står för de flesta servrar som företaget har. Den nuvarande versionen är baserad på en design som kallas Sandy Bridge-EP och går upp till sex kärnor. Intel förra veckan sa att en 22nm-version, känd som Ivy Bridge-EP, kommer att finnas tillgänglig under tredje kvartalet och kommer att ha upp till åtta kärnor.

Slutligen, för high-end, tillkännagav Intel en ny version av sin Xeon E7 med upp till 10 kärnor, riktade till fyra och åtta-socket-servrar. Denna processor, känd som Ivy Bridge-EX, kommer under det fjärde kvartalet och kommer att möjliggöra upp till 12 TB RAM i en åtta-processorkonfiguration.

Det som tar detta till en annan nivå är Intels tillkännagivande av en plan för en ny rackskalarkitektur med en design som involverar separata modalsystem för delsystem för CPU, minne, lagring och nätverk, med sin egen fotonik och servertyg. Idén, som är typisk för sådana mönster, är en tätare men mer flexibel serverdesign. Vi har sett många enskilda tillverkare tillkännage sina egna racksystem, och nyligen ett mer öppet tillvägagångssätt (kallat Open Rack), så det kommer att vara intressant att se om Intel kan ta sig fram med sin egen design.

HP: s Moonshot

HPs tillkännagivande förra veckan om tillgängligheten av de första posterna i sina Project Moonshot-servrar var något antiklimaktiskt eftersom vi redan visste att dessa produkter skulle använda Intel Atom 1200 (ibland kallade "Centerton"). Ändå är konceptet verkligen övertygande.

I det första erbjudandet, känt som Moonshot 1500-servern, kommer en 4.3U-enhet att passa 45 Atom-baserade serverpatroner. HP kör redan Moonshot-servrar på sin webbplats och sade att hela webbplatsen på sådana servrar bara skulle ta den energi som krävs av 12 60-watts glödlampor. Sammantaget sade företaget att Moonshot-servrar bör använda upp till 89 procent mindre energi, 80 procent mindre utrymme och kosta 77 procent mindre än traditionella servrar.

HP kommer att erbjuda framtida serverkassetter baserade på olika arkitekturer inklusive andra Intel-processorer, de från AMD, och kanske mest intressant, ARM-baserade serverförsäljare, inklusive AppliedMicro, Calxeda och Texas Instruments.

Runt tillkännagivandet sade AppliedMicro att dess X-Gene kommer att vara den första ARM 64-bitars SoC, med åtta högpresterande kärnor som arbetar med upp till 2, 4 GHz. Calxeda sade att dess servrar kommer att ha fyra ECX-1000-processorer, som körs med 1, 4 GHz, var och en med 4 GB DRAM adresserbart minne.

Vi har sett några ARM-baserade servrar nyligen, men det kan mycket väl ta en stor leverantör som HP att göra detta mycket mer mainstream. ARM-servrar idag har ofta mer begränsad minneskapacitet än Intel-servrar (eftersom de flesta är 32-bitars, toppar ut på 4 GB), men 64-bitarsversioner av ARM-processorer har mycket bättre adresserbara minne. ARM: s stödare talar om att tillhandahålla serverprestanda med mycket mindre strömkrav, även om Intel och AMD arbetar för att minska X86-strömförbrukningen också.

Hittills verkar sådana mikroservrar vara mest väntade på applikationer som att köra webbplatser, som tenderar att vara mer intensiva än processorbundna. Men om ekonomin skulle kunna arbeta med större applikationer kan det vara en riktig spelväxlare.

IBM Goes All Flash

Slutligen, förra torsdagen, deltog jag i ett evenemang där IBM förklarade att flashminnet är på en "tipppunkt", vilket gör alla blixtsystem ekonomiska och praktiska för en mängd olika applikationer. Företaget meddelade att det kommer att spendera en miljard dollar i forskning och utveckling på flashbaserade lösningar och sa att det skapar ett dussin "kompetenscentra" för att köra proof-of-concept-scenarier för att visa blixtens prestanda.

Men den mest påtagliga produkten var en ny rad med minnessystem för flashminne baserat på teknik som företaget förvärvade från Texas Memory Systems. Dessa är 1U-enheter som passar in i ett serverställ, där varje enhet kan innehålla 12 2TB-moduler. Det betyder att varje enhet kan lagra upp till 20 TB flashminne vid RAID 5 eller 24 TB flash vid RAID 0. Ett enda rack kan rymma en petabyte flash-lagring. Det är mycket.

Specifika modeller inkluderar FlashSystem 820 och 810 baserat på "eMLC" -blixten och FlashSystem 720 och 710 baserat på högre SLC-blixt. (IBM säger att Enterprise MLC-flash är bra för 30 000 lässkrivningscykler, medan SLC är bra för 100 000 sådana cykler. Det faktiska NAND-flashminnet kommer från Toshiba.)

Steve Mills, IBMs senior vice president och koncernchef för programvara och system, konstaterade att CPU-prestanda under de senaste tio åren har förbättrats åtta till tio gånger, DRAM-prestanda sju till nio gånger, nätverkshastighet 100 gånger och busshastighet 20 gånger, men diskhastigheten är bara 1, 2 gånger bättre. Med blixt, sa han, kan du få mer konsekvent latens - ner till 100 mikrosekunder och därmed mer konsekvent prestanda.

Lika viktigt sa han att den totala systemkostnaden för ett stort system med blixt kan vara upp till 30 procent mindre än ett system med standardlagring på grund av lägre miljö- och kraftkostnader, högre lagringsutnyttjande, behov av färre servrar och därmed lägre underhålls- och mjukvarulicensavgifter.

Han noterade att även om billiga diskar inom ett företagslagringssystem bara kan kosta $ 2 per gigabyte, kan högpresterande diskar kosta $ 6 per gigabyte. För de högsta, prestandarelaterade applikationerna kan hårddiskar kosta $ 30 till $ 50 per gigabyte eftersom applikationer endast använder ytterkanten på enheterna för att minska hårddiskhuvudets restid. Däremot skulle gatupriset för IBMs nya FlashSystems vara cirka $ 10 per GB, vilket gör dem mer effektiva. (Uppenbarligen är priset på lagring av företag mycket högre än råminne eller konsumentskivor.)

En demo jämförde ett system med fyra4 av FlashSystem 820-enheter som körs på en Power 780-server med 128 kärnor och DB2 mot en liknande konfiguration med antingen 18 rack med 5000 hårddiskar eller med åtta rack med mer konventionell lagring, inklusive 2500 hårddiskar och 128 SSD: er. IBM hävdade att flashsystemet använde 37 gånger mindre ström och kostade 11 gånger mindre. Blixtsystemet gav mer än 43 000 transaktioner per sektion och över 1, 3 miljoner IOP. IBM hävdade att ett fullständigt rack med servrarna skulle kunna ge upp till 22 miljoner IOP.

Många kunder talade om att använda tidiga versioner av systemet, inklusive representanter från Sprint, Kroger, Thomson Reuters och Vion Corporation (som säljer system till myndigheter). Inte överraskande talade de om att förbättra responstiden samtidigt som de minskade utrymme och energiförbrukning.

I allmänhet var de överens om att det fortfarande finns en stor plats för traditionell lagring men all-flash-matriserna är vettiga på fler platser än vad som allmänt uppfattas.

Den ändrade servermarknaden

Sammantaget pekar dessa tre tillkännagivanden (och andra liknande planer som vi har hört talas om under de senaste månaderna) på hur servern kan förändras under de närmaste åren. Dessa i sin tur kommer att leda till alla möjliga nya frågor för företag som vill distribuera servrar.

Det finns många nya reklam- och tygmeddelanden: AMD har sin Freedom Fabric som en del av sitt SeaMicro-förvärv; Intel hade veckans tillkännagivanden; och Open Compute-organisationen har sin Open Rack-standard. Enskilda serverförsäljare har sina egna egna lösningar, inklusive HP både med Moonshot-servrarna och med sina långvariga rack-lösningar, som konkurrerar med erbjudanden från IBM, Dell och Cisco. Detta kommer att ge mer konkurrens i dessa mönster.

Vi har redan sett nya typer av serverprocessorer - inte bara avancerade chips, men nu fler mainstream-processorer och till och med låg effekt som syftar till mikroservrar. Mainstream-marknaden kanske inte är lika dominerad av x86 som den har varit, eftersom nya ARM-baserade serverchips kommer ut på marknaden. Företag måste bestämma vilken typ av processor som kommer att visa sig vara bäst lämpad för specifika applikationer.

Flash-lagring har fått mark, dock i datacentret, oftast som antingen ett tilläggskort på serversidan eller som en lägre nivå i en lagringsgrupp med flera nivåer. Nu blir flash-lösningarna mer konkurrenskraftiga. Samtidigt, med serverprocessorer som kan hantera mer RAM, kommer vi sannolikt att se mer fullständiga lösningar i minnet.

Fram till nyligen hade de flesta företag som köper en server till stor del ett ganska begränsat antal val: rack- eller standardservrar; dubbla eller fyrkantiga uttag; Cisco, Dell, HP, IBM eller någon mindre leverantör; och vilken Intel-processor som passar räkningen. Nu kommer det att finnas fler alternativ och fler val och resultatet kommer att förändra hur många datacenterservrar som är designade.