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Hyper-Atomar: Server mit 512 Atom-CPUs

Von - Quelle: Anandtech | B 15 kommentare

Acht CPUs pro Steckplatine. (Bild: Anandtech)Acht CPUs pro Steckplatine. (Bild: Anandtech)Über einen ungewöhnlichen Server berichtet Anandtech. Im Gegensatz zu den meisten Servern, die auf große Prozessoren mit großem Cache und relativ hohe CPU-Taktraten setzen, geht SeaMicro mit dem SM10000 einen anderen Weg. Die Firma kombiniert auf selbst entwickelten Platinen insgesamt 512 Atom-CPUs zu einem komplexen Many-Core-System. Konkret handelt es sich dabei um den Atom Z530 (Silverthorne, 1,6 GHz, Hyper-Threading), der vom US15-Chipsatz (alias Poulsbo) angesteuert wird. Jeder dieser CPUs stehen 2 GB RAM zur Verfügung.

512 Atom-Z530-CPUs in einem 10U-Rack. (Bild: Seamicro)512 Atom-Z530-CPUs in einem 10U-Rack. (Bild: Seamicro)

SeaMicro verzichtet aber auf Intels I/O-Hub und steckt einen eigenen Baustein über ein PCIe-x2-Interface an, der alle I/O-Funktionen emuliert und alle Aufgaben von SATA bis Gigabit Ethernet übernimmt. Diese drei Komponenten (plus der Arbeitsspeicher) ergeben zusammen einen "single server", den kleinsten Baustein des SM10000-Servers. Ein solcher single server ist dabei nur in etwa so groß wie eine Kreditkarte. Und darin liegt das Geheimnis: SeaMicro kombiniert je acht dieser kreditkartengroßen Elemente auf einer Platine (5” x 11”), wobei sich je zwei Atom-CPUs einen SeaMicro-Controller teilen.

Konzeptansicht: Der SM10000 soll Viel auf kleinem Raum unterbringen.Konzeptansicht: Der SM10000 soll Viel auf kleinem Raum unterbringen.Diese Platinen werden wiederum über einen PCIe-x16-Anschluss in die Backplane des SM10000-Gehäuses gesteckt. Insgesamt lassen sich 64 solcher Platinen in dem 10U-Gehäuse unterbringen, was bei voller Ausbaustufe 512 Atom-CPUs bedeutet. Das System unterstützt aber kein shared memory; die 2 GB je single server bedeuten also nicht ein Terabyte RAM sondern eben ein Limit von 2 GB je Server. Eine weitere Einschränkung des Speichersystems ist, dass der Poulsbo-Chipsatz keinen ECC-Speicher unterstützt - für einen Server ein nicht unerheblicher Nachteil.

Voll vernetzt: Entweder 64 Gigabit-Ethernet Ports, oder 16 Mal 10GbE.Voll vernetzt: Entweder 64 Gigabit-Ethernet Ports, oder 16 Mal 10GbE.Die Netzwerkanbindung sieht beeindruckend aus, denn es stehen 64 Gigabit-Ethernet-Ports bereit, also einer pro Steckkarte. Jeder Port hat eine eigene CPU, die den Netzwerkverkehr der jeweiligen Platine abwickelt. Alternativ kann man 16 10GbE-Ports wählen. Auch der Plattenplatz dürfte so schnell nicht knapp werden. Das System kann bis zu 64 physische 2,5" HDDs oder SSDs ansteuern. Bei RAID leistet sich der SM10000 aber wieder eine Schwäche, denn er unterstützt nur RAID 0. Wie man die Platten zusammenschaltet, ist dem Nutzer/Admin überlassen.

Als Betriebssystem ist Linux derzeit die einzige Wahl. Offiziell wird Windows nicht unterstützt, aber laut SeaMicro soll ein Windows Server in einer VM problemlos laufen.

Je geringer die Auslastung, desto größer die Ersparnis.Je geringer die Auslastung, desto größer die Ersparnis.

Doch warum das Ganze? Laut SeaMicro geht es vor allem darum, die Effizienz zu erhöhen und Strom zu sparen. Die meisten Server seien für ihre Aufgaben überdimensioniert und verheizten deshalb selbst unter geringer Last noch immens viel Strom. Der Hersteller rechnet vor, dass sich je nach Auslastungsszenario bis zu 6,1 Millionen US-Dollar bei einer Server-Lösung einsparen lassen, die 100.000 SPECint-rate schafft. Das ist beeindruckend, und so würde sich der Preis des SM10000, der immerhin auch bei 139.000 US-Dollar liegt, extrem schnell amortisieren. Sinnvoll ist ein solcher Server allerdings nur, wenn zum eigenen Firmenprofil passt: Viele kleine VMs, die den Hauptteil der Zeit im Leerlauf zubringen.Weitere Informationen und technische Daten kann man auf der Produktseite des SeaMicro SM10000 finden.

Die Vergleichszahlen beeindrucken. Trotzdem: Der SM10000 dürfte ohne ECC, ohne RAID 1/5/10 und mit nur lansgamen Atom-CPUs eine Nischenlösung sein.Die Vergleichszahlen beeindrucken. Trotzdem: Der SM10000 dürfte ohne ECC, ohne RAID 1/5/10 und mit nur lansgamen Atom-CPUs eine Nischenlösung sein.

Kommentarbereich
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  • termi666 , 17. Juni 2010 15:22
    Nice!
    Windoof wird nicht unterstüzt:) 
  • crazymath , 17. Juni 2010 16:02
    Zum Glück muss die Software nicht manuell den Kernen zugewiesen werden.

    Ich finde die Idee und den Ansatz gar nicht mal so übel. Die meisten Systeme befinden sich wirklich die grösste Zeit im Leerlauf.

    Allerdings ist mir der Satz mit PCIe x2 ein Dorn im Auge...so eine "Kiste" wird ja nicht jedes Jahr ersetzt...da hätte es dann schon PCIe x8 oder mehr sein dürfen.
    Wenns dann noch PCIe x2 1.x ist, dann gute Nacht.

    Und dann auch noch nur RAID0...
  • fffcmad , 17. Juni 2010 16:13
    termi666Nice!Windoof wird nicht unterstüzt


    Da waere ich mir nicht so sicher. Microsoft schneidert schon seit einer Weile expliziet fuer diese Anwendungsfaelle an einem OS herum.

    Wann dieses OS mal erscheint, keine Ahnung.
    Und wenn da kein Windows nativ drauf laeuft, ist es auch nicht so schlimm. Diese "Spielzeugbuechse" ist fuer die Anwendungsfaelle, die ich mir bei einem Windows Server vorstelle, eher uninteressant. Bis auf den Terminalserver vielleicht.
  • poison nuke , 17. Juni 2010 21:32
    bei der eigentlich grottigen Rechenleistung der Atoms kann ich mir fast gar nicht vorstellen, dass im Endeffekt so eine Rechenleistung bei gleichzeitig wenig Stromverbrauch rauskommt. Ich dachte bisher die Westmere Xeons bieten schon unschlagbar viel Leistung pro Watt. So kann man sich täuschen :X



    Schade finde ich, dass bei so einem Monumentalprojekt nicht gleich "an alles" gedacht wurde. RAID0, WTF?
    und wo die Festplatten untergebracht sind würde mich auch mal interessieren, ich sehe da keine.

    und was macht man, wenn mal eine der Platinen ausfällt, da muss man ja das gesamte System herunterfahren.

    ich denke richtig interessant wird es, wenn die Kiste ein internes SAN bekommt und einen richtigen internen Switch und dann 2-4x 10Gbit als Uplink, das will ich erstmal sehen dass so eine Kiste das überhaupt schafft auszureizen. 160Gbit, die Entwickler von dem Gerät haben wohl keine Vorstellung davon, wie viel 160Gbit überhaupt sind. Dazu braucht es aktuell noch ca. 50.000 Server bei den derzeitigen durchschnittlichen Anwendungen.


    Aber ich sehe es als einen Schritt in eine sehenswerte Richtung, ich werde das gespannt weiter verfolgen. Da werden sicher auch andere Hersteller vllt was ähnliches wagen.
  • Anonymous , 17. Juni 2010 22:39
    Sicher, dass das ltzte Bild "Power Savings" richtig ist und nicht die 25% und 100% vertauscht sind? Denn Strombedarf und Kosten sind bei 25 % höher, als bei 100.
  • poison nuke , 17. Juni 2010 22:54
    bedenke dass hier die vierfache Menge an Servern zum Einsatz kommt wie bei der 100% Grafik. fast exakt 1 Watt pro CPU finde ich mehr als nur grandios bei der Leistung und 25% Auslastung.

    Wenn man sich überlegt, auf 10HE ~600W dieses System bei 25% CPU last ist mehr als beachtlich. Maximal wohl 2kw wie es scheint. Damit sind diese Systeme auch überaus vorteilhaft von der Kühlung her. Denn so ein Bladecenter mit 28 CPUs auf 7HE braucht locker 5kW, was 30kW pro Rack ergibt...die gigantische Abwärme wegzubekommen ist alles andere als einfach und kostengünstig. Bei nur 2-8kW pro Rack für diese Lösung bei gleichzeitig höherer Leistung fällt auch die Klimatisierung wesentlich einfacher und günstiger aus.
  • borizb , 18. Juni 2010 00:20
    Hm, und ich dachte schon, man wäre sich einig, dass die Atom CPU's ineffizient sind ->
    Bei Servern gehts primär vor allem um Effizienz, also um Leistung pro Watt. Ich zitiere aus diesem Artikel:
    Zitat :
    Die insgesamt für die erste Arbeitslast aufgenommene Leistung bestimmt sich durch die Leistungsaufnahme des Systems und der für die Fertigstellung der Arbeitslast benötigte Zeit. Da der Core i3 für seine Hausaufgaben lediglich einen Bruchteil der Zeit benötigt, ist er damit auch bedeutend schneller fertig und bietet dadurch eine insgesamt bessere Leistungsaufnahme. Dieser Prozessor nimmt tatsächlich nur die Hälfte der Leistung auf, die bei einem Atom D510 erforderlich wäre.

    Der Fakt, dass RAID 1 oder 5 oder 10 NICHT offeriert wird, ist möglicherweise ein weiterer immenser Nachteil. Die Folgen liegen, wie von anderen Usern beschrieben, auf der Hand.
    Auch wenn man sich das Datenblatt vom R610 (Xeon 5500 usw durchliest) fallen weitere maßgebliche Unterschiede auf und demzufolge ggf ins Gewicht.
    Dennoch kommt es wie immer auf den Anwendungsbereich an. Es gibt sicher Situation, wo sich dieses Atom System behaupten kann, aber diese oben dargestellten Vergleichsschemata sind Äpfel und Birnen und entbehren einiger Relevanz für bestimmte Zielgruppen (meiner Meinung nach).
  • borizb , 18. Juni 2010 00:23
  • fragger , 18. Juni 2010 08:34
    Naja, wenn ein Server wirklich einen Großteil der Zeit im Leerlauf ist, dann ist die Effizienz ziemlich egal... dann zählt nur der Leerlaufstromverbrauch. Und da können die Z-Atome definitiv punkten.

    Aber ohne ECC und ohne ordentliche redundante Storagelösung nicht sinnvoll produktiv einsetzbar...
  • poison nuke , 18. Juni 2010 09:48
    mit was für einer anderen CPU ist ein Z530 eigentlich vergleichbar? Kann man dann überhaupt noch mit einem Core2 ansetzen oder muss man noch weiter zurückgehen, so P4 oder so?
  • crazymath , 18. Juni 2010 10:00
    Schau dir den letzten Test von THG an...P4 gegen Atom. Da sieht man schön, wo die Prozessoren leistungstechnisch einzuordnen sind...
  • I-HaTeD2 , 18. Juni 2010 10:20
    Bei 1024GB (
  • I-HaTeD2 , 18. Juni 2010 10:25
    wtf ...
    Beide ignorieren, bei so viel JavaScript hier sollte man meinen das die Comments Fehlerfrei funktionieren! -_-

    Aber hach ja, ist ja nicht mal ne Editfunktion vorhanden (ja ich weiß im Forum blahblah).
  • derwolf92 , 18. Juni 2010 10:26
    Zitat :


    Aber hach ja, ist ja nicht mal ne Editfunktion vorhanden (ja ich weiß im Forum blahblah).



    Ach hab erst jetzt verstanden was du damit meinst ^^
  • derwolf92 , 18. Juni 2010 10:27
    Das ist komisch... Bei mir gibts bei den News die Editfunktion...