Die neuen Scale-Out Server-Modelle mit POWER9 Prozessoren

31. Mai 2018 | Von | Kategorie: IBM Announcements, Leitartikel

IBM hat die neuen Server-Modelle mit POWER9 Prozessoren für geschäftskritische Unternehmensanwendungen ­konzipiert und besonders optimiert im Hinblick auf die Einsatzbereiche Big Data,Analytics und künstliche Intelligenz im täglichen Geschäftsbetrieb, die Nutzung einer Hybrid Cloud, die Fähigkeiten einer Modern Data Platform sowie als gemischte ­Betriebssystemumgebung unter anderem für SAP Business Workloads mit SAP HANA.

CC BY-SA 2.0 Kin Lane & Burgy Zapp

von Isabella Pridat-Zapp

Diese Systeme ermöglichen somit Infrastruktur­lösungen, die neben der Verarbeitung von Geschäftstransaktionen auch Social und Mobile Lösungen mit IBM i, AIX und Linux Betriebssystem-Umgebungen ausführen. Folgende Server wurden vorgestellt: S922, S914, S924, L922, H922 und H924.

Die neuen Modelle haben wieder sprechende Namen, die S-Modelle für Scale-Out, die L-Modelle für Linux-only und jetzt auch neu die H-Modelle: die H922 und H924. H kann man inoffiziell als Hinweis auf „HANA“ werten. Ferner wird die gleiche Namensgebung wie unter POWER8 verwendet. Zum Beispiel steht die „9“ bei der S924 für POWER9 Prozessortechnologie, die „2“ für 2 Sockel und die „4“ für die Höheneinheiten/Units im Rack. Siehe Abbildung 1.

Abb. 1 – Die POWER9 Scale-Out Modelle

Das besondere an den H-Modellen ist, dass sie zwischen den S und den L Modellen liegen. Die S-Modelle können die Betriebssysteme IBM i, AIX und Linux fahren und das L-Modell L922 ist Linux-only.

Bei den H-Modellen kann man bis zu 25% der Prozessorkerne auch für AIX, respective IBM i nehmen und somit stellt das H-Modell eine Art Konsolidierungsplattform dar, um entsprechend bereits vorhandene mit einer neuen Workload zu verknüpfen. So könnte zum Beispiel ein Unternehmen, das in Richtung SAP migriert, dann seine Ressourcen verschieben und braucht dafür nicht zwei Systeme – zum Beispiel nimmt man eine H924 mit 20 Cores und belegt dann 2 davon für IBM i und die restlichen 18 für HANA und SAP.
Anzumerken ist hier noch, dass die S914 sowohl als Rack-Version als auch als Tower Version verfügbar ist. Die anderen Modelle nur als Rack-Version. Siehe ­Abbildung 2.

Abbildung 2 – POWER9 Prozessor Features

Auf dieser Abbildung ist im Textblock rechts oben mit der Überschrift „Leadership Hardware Acceleration Platform“ ausgedrückt, was IBM mit Hilfe der darunter genannten Features erreichen will und auf welche Anwendungsbereiche dieser Chip abzielt. Man hat hier die moderne Workload in Richtung künstlicher Intelligenz und high-performance Computing und diese hohen Bandbreiten in den Vordergrund gestellt. Die Akzelleratoren sind ja nicht nur in diesem Bereich entsprechend wichtig, sondern helfen auch ganz allgemein in Zukunft Anwendungen zu beschleunigen.

Es sind ja nicht nur die GPUs von NVIDIA sondern auch FPGA, und es können auch andere Akzelleratoren sein, die man entsprechend anbinden kann.
Ganz generell kann man den POWER9 Chip ­entweder als 24 SMT4 Core Chip oder als 12 SMT8 Core Chip betrachten – siehe Abb. 3

Abbildung 3 – Implementierungs-Varianten des Chips

IBM hat aus der Erfahrung heraus die Variante mit 24 Kernen mit SMT4 für Linux-only Modelle vorgesehen (auch AC922) und die 12-Kern Variante mit entsprechend größeren Caches mit SMT8 für die klassische Workload, sowohl der Scale-Out als auch der noch anzukündigenden Scale-Up Modelle vorgesehen, da dann die ganze Speicherarchitektur besser zur klassischen Workload passt und datenintensive Anwendungen eher von größeren Caches profitieren, als beispielsweise high-performance Computing oder Cognitive Computing.


Dr. Wolfgang Rother, Senior IT Specialist Power Systems

“Ich persönlich bin besonders beeindruckt von dem 4TB Hauptspeicher, was diese POWER9 Systeme hervorragend für den SAP Markt positioniert.”


Ralf Dannemann, Direktor Power Platform Market DACH

„Große Dinge stehen an im Bereich der Power Server. Einen POWER9 Server kündigten wir bereits im Dezember letzten Jahres an. Das Modell AC922 wurde für sehr spezielle Anforderungen im Bereich high-performance Computing und Cognitive Computing im Gebiet von AI, Artificial Intelligence, entwickelt. Im Februar 2018 und im März 2018 auf der Think 2018 in Las Vegas stellte IBM eine ganze Reihe neuer Scale-Out Server vor, die IBM i, AIX, respective Linux unterstützen und nicht nur unter Linux laufen, wie die AC922. Das ist natürlich für die breite Masse der Power-Kunden und des Marktes noch wesentlich interessanter.
IBM hat auch in der Vergangenheit zuerst die kleineren und dann die größeren Server angekündigt. So werden den jetzt angekündigten Scale-Out Servern mit POWER9 Prozessoren in guter Tradition als zweiter Step dann zu Beginn des 2. Halbjahres die Scale-Up, Enterprise Server folgen.“


Die Memory Technologie in 1- und 2-Sockel Servern

In der Server-Familie mit den POWER9 Chips wurden unterschiedliche Memory Architekturen implementiert. Die Scale-Out Modelle arbeiten mit der Industrie Standard Memory und die Scale-Up Modelle mit der Buffered Memory der IBM. Siehe Abbildung 4.

Abbildung 4 – Zwei Memory Architekturen

Dies bedeutet, dass die Memory Bandbreite der Scale-Out Modelle kleiner ist, als die der POWER8 ­Modelle. Allerdings wird diese geringere Bandbreite durch die höhere Bandbreite im Chip und durch die höhere Bandbreite im Prozessor selbst ausgeglichen, so dass man insgesamt bei diesen Systemen gegenüber POWER8 mit einer höheren Leistung rechnen kann. Dies zeigt sich auch in den veröffentlichten Performance-Werten. Siehe Abbildung 5.

Offenbar wurde der IBM immer wieder vorgeworfen, dass die Speicher Bausteine im Vergleich zum Wettbewerb zu teuer seien und der Wunsch nach preisgünstigeren Memory Bausteinen im Entry Bereich wurde laut. Als Reaktion darauf hat IBM beschlossen, die Scale-Out Server mit der weniger leistungsfähigen Memory Architektur auszustatten und sich für diese Industrie Standard-Bausteine entschieden, die aber immer noch für die Workloads in diesem Bereich ausreichen. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, sollen die noch anzukündigenden IBM Power9 Enterprise Modelle weiterhin mit der teureren und leistungsfähigeren Buffered Memory Architektur der IBM ausgestattet werden.

POWER9 Chip – Leistung im Vergleich zu x86

Der POWER9 Chip wurde als bisher einziger Chip speziell für das AI Zeitalter (KI – Künstliche­­­-Intelligenz) entwickelt. Im Vergleich zu x86 bewältigt er das 4-fache an Threads pro Core, hat mindestens das 5-fache an I/O Bandbreite und verfügt über fast das Doppelte an Memory Bandbreite. Der POWER9 Chip verfügt ferner mit OpenCAPI, NVLink 2.0 und PCIe Gen4 über I/O Anschlüsse, auch zu Akzelleratoren, die der Wettbewerb so nicht hat. Dieser Prozessor ist also wesentlich besser als das, was der x86 Markt zur Zeit zu bieten hat. Siehe Abbildung 6.

In diesem Bereich in dem Akzelleratoren eingesetzt werden, liegen die POWER9 Maschinen wesentlich besser mit einer bis zu 5,6fachen Beschleunigung gegenüber PCIe Gen3, das heisst die Maschinen können wesentlich besser mit Daten arbeiten als bisher und das hängt mit der Anbindung der GPUs zusammen, die IBM in Zusammenarbeit mit NVIDIA realisiert hat. Weitere high-speed Verbindungen zu Akzelleratoren bieten das CAPI und das OpenCAPI Interface, welches innerhalb der OpenPOWER Foundation entwickelt wurde. In dieser Richtung sind eventuell Ankündigungen für diese Klasse von Servern im Laufe der nächsten Jahre zu erwarten. Ein Beispiel für die Verwendung der CAPI Schnittstelle mit POWER8 war die extrem schnelle Verbindung zu Flash Storage in der IBM Data Engine for NoSQL. Siehe Abbildungen 7, 8a und 8b.

Abbildung 6 – POWER9 mit 2nd Generation NVLink

 

Abbildung 7: Beschleunigung und Einsparung mit CAPI

 

Abbildung 8a: Der NVMe Flash Akzellerator von IBM ist fast um das fünffache effizienter bei der Abarbeitung von I/O-Vorgängen als traditioneller Speicher

 

Abbildung 8b: NVMe Flash mit CAPI beschleunigt

Single-Chip versus Dual-Chip

Literaturhinweise

  • Die Prozessor-Technologie ­POWER9 ist ja schon länger bekannt – siehe deren ausführliche Besprechung, auch im Hinblick auf Scale-Out und Scale-Up Server-Modelle, in NEWSolutions Nr. 4/2017 „Status POWER9“ Seite 8.
  • NEWSolutions Leser erhielten bereits im Announcement Special Newsletter wichtige Informationen zu den 6 Scale-Out Maschinen, NEWSwatch, Versand 14.02.2018.
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