Serverplatformen van vandaag de dag bestudeerd

In een 23 pagina's tellend verslag worden door Xbit Labs interessante recente serverplatformen besproken. De schrijver verdiept zich in een aantal multi-processor architecturen en beschrijft een aantal bij het publiek minder bekende CPU's. Aan bod komen, naast een uitgebreide lezing over de Itanium: HP PA 8700, Alpha, MIPS, SUN Ultrasparc en de Power4 microprocessor van IBM. Op de eerste twee pagina's wordt er gekeken naar algemene aspecten van een server: snelheid en betrouwbaarheid zijn bepalende eigenschappen. De processor speelt hierbij een belangrijke rol. Ook de processor wordt beoordeeld op een aantal eigenschappen: betrouwbaarheid, performance, software architectuur (instructieset en de beschikbaarheid van software), prijs, warmte-afvoer en beschikbaarheid.

Naast de CPU worden er aan de systeem-bus en cache geheugen een aantal pagina's gewijd. Deze onderdelen zijn beide belangrijk voor de performance van de processor en er zijn diverse architecturen mogelijk bij het gebruik van meerdere CPU's. Het artikel besteedt verder aan elk van de bovengenoemde processors een apart hoofdstuk en het Itanium platform krijgt hierbij extra aandacht. Het stuk wordt afgesloten met een korte conclusie en een performancevergelijking van de verschillende processors. Als extra zijn hierbij een drietal x86 CPU's toegevoegd: Xeon, Athlon en Opteron. Kijk hier voor meer benchmark vergelijkingsmateriaal

	Processor		Frequentie		SPEC_int base 2000		SPEC_fp base 2000
	Xeon DP met 1MB L3 cache		3,2GHz		1274		1200
	Athlon MP 2600+		2,13GHz		751		602
	Opteron 148		2,2GHz		1405		1505
	Itanium met 6MB L3 cache		1,5GHz		1322		2119
	PA8700+		875MHz		642		600
	Alpha 21264 met 16MV ext L2 cache		1200MHz		845		1019
	MIPS R14000		600MHz		483		499
	SUN Ultrasparc III		1200MHz		642		1074
	IBM Power4 +		1700MHz		1077		1598

Reacties (20)

[El Cid]

Volgens mij zijn de meeste van deze architecturen ten dode opgeschreven.

De toekomst is aan goedkope, gedistribueerde systemen verbonden via het (inter)netwerk.

Als je dat goed implementeerd is de betrouwbaardheid ook nog eens vele malen hoger.

[NiGeLaToR]

Misschien moet je je definitie van goedkoop erbij vermelden, je zal namelijk altijd een middenweg tussen performance en prestatie moeten zien te vinden.

Je doet je stelling plaatsen alsof je er vanuitgaat dat je beter meer goedkopere pc's kan hebben dan wat minder snellere.. maar dan zou je over 100 jaar meer pc's dan bomen hebben

Wat jij de toekomst noemt is een ontwikkeling die op bepaalde gebieden kan gaan werken, helaas realiseren nog niet genoeg mensen zich hoe kwetsbaar gedistributeerde systemen zijn. Jij legt namelijk de verantwoording over een bepaalde berekening of uitvoer in de handen van diverse anderen.. wie zegt jou dan dat ze doen wat jij zegt wat ze moeten doen?

De goede implementatie die je voor het gemak noemt wordt momenteel ontwikkeld in de vorm van diverse grid projecten, waar maar al te duidelijk wordt hoe kwetsbaar die zijn. Een overheid zal bijvoorbeeld maar moeilijk dat soort techniek in zetten, omdat die gewoon hun ding op hun machine(s) willen doen. Academische instellingen, onderzoek of gewoon het internet kan prima op grid systemen of gedistribueerde systemen werken, maar tis zeker niet het enige voor de toekomst.

Embedding, integratie en schaling overigens wel imho, het samenvoegen van functionaliteiten en systemen met als doel het simplificeren van de opbouw van systemen en het schalen hiervan zullen een uitgangspunt zijn en/of worden

[hardwareaddict]

ik spreek de 'c' van el cid maar uit als 'k'.

Distributie over het internet is te traag, zowel qua random access latency als qua bandbreedte als i/o als betrouwbaardheid (geen ECC overal).

Hoe ga je overigens een paar petabyte aan i/o zonder fouten en problemen verwerken op een distributed cluster? Je internet provider zal wel blij zijn met zoveel bandbreedte die je inneemt de komende 100 jaar

Clusters en grote supercomputers zullen dus blijven bestaan.

Sterker nog ik verwacht een toename in de grootheid van de clusters.

[El Cid]

Ik bedoel niet zo zeer grid-computing. Maar meer zoals bijvoorbeeld Google z'n serverfarm heeft ingericht.

[FastBunny]

Valt me wel op dat de Xeon, Itanium en Opteron toch de snelste zijn. Komt dit door modernere technieken? Jammer dat de Xeon MP niet meegenomen is.

[hardwareaddict]

Het is onbegrijpelijk dat 32 bits processors ueberhaupt worden meegenomen in de test.

Je hebt voor servers natuurlijk met name 64 bits processors nodig.

Itanium is wat overrated. Het is een compiler cpu. Je kunt je compiler met een enorme compiler team en veel manjaar werk afstellen om 1 bepaalde applicatie er erg snel op te draaien, als de working set binnen de level caches past. Het gros van de software is hij dus niet op afgesteld, alleen wat van dit soort testsetjes.

Dus in de praktijk valt deze predicatie processor enorm tegen.

Power4+ is een enorm positieve verrassing geworden. Alle grote supercomputers van boven de 10000 processors zijn vrijwel uitsluitend uitgerust met een broertje van de power4+.

Ook de supercomputer in dwingeloo krijgt 6 racks (12288 processors).

De opteron is natuurlijk de marktleider op vrijwel alle terreinen nu, behalve het pure floating point gebeuren. Echter zelfs de NASA software, wat geclassificeerd wordt als floating point software, is vreselijk veel sneller op de opteron als op de itanium.

Er zit natuurlijk overal veel logica in software die niet direct met floating point te maken heeft.

Met 64 bits integers kom je ook ver

Naar verwachting is de opteron de eerste highend processor die goed en snel werkt in 0.09, tegen de prijs ervan kan dan werkelijk niemand meer concurreren in highend land.

Clusters uitgerust met de laatste myrinet kaarten, hebben een latency van 3.5 us ongeveer. De traditionele cc-NUMA supercomputer fabrikanten zullen dus moeilijk om de opteron heen kunnen in de toekomst.

[SG]

"Je hebt voor servers natuurlijk met name 64 bits processors nodig. "


D'r is ook een markt voor kleine bedrijven hun eisen nog niet 64bit omdat 32bit nog voldoet. Voor de MKB kan het wel zo zijn en voor de nog grotere bedrijven heb je helemaal gelijk.

Op mijn werk heb we één PIII server

[4VAlien]

Waarom heb je 64 bits procs nodig? Zeker ze zijn sneller op een floating point berekening in 64 bit maar de specFP score van de opteron is toch hoger!

[musiman]

Het grote verschil zit bijvoorbeeld in de multiprocessor mogelijkheden.

Ik zie nu nog geen 128 Opteron processoren samen werken zonder gebruik te maken van een cluster oplossing.

[dion_b]

Dat bij 128 CPU oplossingen wat meer om de hoek komt kijken dan bij 1/2/4 CPU is duidelijk, maar van de genoemde CPU's is de Opteron juist de CPU met de meeste multiprocessing mogelijkheden.

Neem nou een Xeon, die werkt (zonder extra, dure bridgechips) met een gedeelde FSB. Dus is voor een Xeon 1x FSB aan geheugenbandbreedte beschikbaar, maar bij een 2-CPU opstelling is er per CPU maar 1/2 FSB aan mem bus beschikbaar, en bij 4-CPU nog maar een kwart.

Door de Opteron's NUMA mogelijkheden en het feit dat iedere CPU sowieso z'n eigen geheugenbus heeft, heeft 1 CPU z'n volledige bandbreedte aan mem, maar 2 CPU's hebben elk 1x eigen bandbreedte plus 1x wat ze via HyperTransport binnen kunnen krijgen, en 4 CPU's 1x eigen en 3x via Hypertransport. Dat schaalt dus vele malen beter

[Marcel Loesberg]

maar van de genoemde CPU's is de Opteron juist de CPU met de meeste multiprocessing mogelijkheden.

En vervolgens heb je het alleen over de Opteron en de Xeon.
Processoren als de UltraSparc, HP PA en de Power4 zijn echter veel verder dan willkeurig welke CPU die op x86 is gebaseerd. Zo zie ik nog geen Opterons in opstellingen draaien met meer dan 8 CPUs terwijl je servers met 32 of zelfs 64 UltraSparc CPUs kan kopen, om maar 1 voorbeeld te noemen. Multiprocessing staat in de x86 wereld nog ik de kinderschoenen. Andere architecturen zijn hier veel verder mee.

[Garyu]

[Mierenneukmode]
Misschien is het handig om die tabel dan even te sorteren op -een- veld? op deze manier moet je namelijk altijd zoeken.
[/mierenneukmode]

[bitflusher]

gesorteerd op SPEC_int base 2000:

Opteron 148
Itanium met 6MB L3 cache
Xeon DP met 1MB L3 cache
IBM Power4 +
Alpha 21264 met 16MV ext L2 cache
Athlon MP 2600+
PA8700+
SUN Ultrasparc III
MIPS R14000


gesorteerd op SPEC_fp base 2000:

Itanium met 6MB L3 cache
IBM Power4 +
Opteron 148
Xeon DP met 1MB L3 cache
SUN Ultrasparc III
Alpha 21264 met 16MV ext L2 cache
Athlon MP 2600+
PA8700+
MIPS R14000

[Marcelloz]

Ik mis de G5 processor, of is dat hetzelfde als de Power 4+ ??

[Verwijderd]

...Power4 microprocessor van IBM...

de G5 wordt bij mijn weten door Motorola gemaakt.
Deze hebben dus niets met elkaar te maken.

[Arioch]

de G5 wordt door IBM gemaakt:
http://www.apple.com/g5processor/

[Verwijderd]

Ga eerst je huiswerk maar eens doen..

The PowerPC G5 is the product of a long-standing partnership between Apple and
IBM, two companies committed to innovation and customer-driven solutions. In 1991,
they co-created a PowerPC architecture that could support both 32-bit and 64-bit
instructions. Leveraging this design, Apple went on to bring 32-bit RISC processing to
desktop and portable computers, while IBM focused on developing 64-bit processors
for enterprise servers. The new PowerPC G5 represents a convergence of these efforts: Its design is based on the PowerPC instruction set, as well as the award-winning IBM
POWER Architecture.

The PowerPC G5 is fabricated in IBM’s new state-of-the-art facility in East Fishkill, New York.

[Hexley]

De G3 en G4 kwamen bij Motorola vandaan,

De G5 is eigenlijk een voor Apple aangepaste Power4.

[hardwareaddict]

De G5 is een goedkope budget oplossing van de power4+. Dus met name minder cache.

Voor bovengenoemde tests is namelijk de grootte van de cache belangrijk.

[beerse]

Aardige test maar helaas een beetje krom lijstje: Wel de state-of-the-art intel en amd processoren maar niet de HP PA8800 of de SunUltraSparc IV... Of komen die te goed uit de test?

Overigens, dergelijke systemen worden niet voor hun botte cpu-power gemaakt maar ook voor de up-time en andere betrouwbaarheid. Pak intel en amd cpu-s van een vergelijkbare kwaliteit en ze zullen zeker aan elkaar gewaagd zijn.

Overigens ook leuk: de spec-int per MHz:

CPU MHz Spec_int Spec_int/MHz
Itanium met 6MB L3 cache 1500 1322 0,881333333
MIPS R14000 600 483 0,805
PA8700+ 875 642 0,733714286
Alpha 21264 met 16MV ext L2 cache 1200 845 0,704166667
Opteron 148 2200 1405 0,638636364
IBM Power4 + 1700 1077 0,633529412
SUN Ultrasparc III 1200 642 0,535
Xeon DP met 1MB L3 cache 3200 1274 0,398125
Athlon MP 2600+ 2130 751 0,35258216


de spec-fp per MHz:
CPU MHz Spec_FP Spec_FP/MHz
Itanium met 6MB L3 cache 1500 2119 1,412666667
IBM Power4 + 1700 1598 0,94
SUN Ultrasparc III 1200 1074 0,895
Alpha 21264 met 16MV ext L2 cache 1200 1019 0,849166667
MIPS R14000 600 499 0,831666667
PA8700+ 875 600 0,685714286
Opteron 148 2200 1505 0,684090909
Xeon DP met 1MB L3 cache 3200 1200 0,375
Athlon MP 2600+ 2130 602 0,282629108


Er moet dus echt een heleboel cache aan te pas komen voor de cisc processoren echt rapper worden dan de risc processoren...