также все поколения 64-разрядных процессоров, которые разрабатывались или разрабатываются в Рочестере, подробно описаны в главе 2.) Мы использовали первое и второе поколения RISC-процессоров PowerPC в AS/400 в 1994 и 1995 годах. Системы версии 4 оснащены процессорами PowerPC третьего и четвертого поколений.
Производительность одиночного процессора важна для ПК, где процессор обрабатывает все вычисления и операции ввода-вывода. В таких системах нужны процессоры с высокими тактовыми частотами и большими кэшами. Однако для многопользовательских систем оптимально сочетание нескольких процессоров. Если требуется разделение памяти, как в большинстве коммерческих приложений, то наиболее эффективна модель SMP.
В главе 2 мы говорили, что слабое место большинства современных систем SMP — интерфейс памяти. Без эффективной системы памяти высокопроизводительные процессоры в конфигурации SMP по большей части простаивают в ожидании доставки данных.
Я очень люблю систему Cray CS6400, в которой 64 процессора использовали общую память с помощью четырех шин памяти, а не одной. Этот суперкомпьютер стоимостью в 4 миллиона долларов, предназначавшийся, кстати, для деловых приложений, использовал процессоры SuperSparc, тактовая частота которых — всего лишь 60 или 85 МГц. Высочайшая производительность достигалась этим компьютером не за счет высокоскоростных процессоров, которые большую часть времени простаивают, но за счет передового интерфейса памяти, регулирующего доступ процессоров к памяти.
Суперкомпьютер ASCI Option Blue Pacific — совместная разработка IBM и Министерства энергетики США — достигает высокой производительности за счет другой новейшей подсистемы памяти. В главе 2 рассматривалась и эта сама подсистема, и то, как ее версия используется в AS/400 для обеспечения производительности масштабируемых 8-ми и 12-процессорных конфигураций SMP. Несмотря на достаточно скромные возможности процессоров Apache второго поколения, эта подсистема памяти позволила компьютерам серии AS/400е достичь производительности в несколько раз выше, чем у ранних систем, оснащенных высокопроизводительными процессорами первого поколения Muskie. 12-процессорные системы с процессорами Apache сейчас могут поспорить по этому поводу с самыми крупными мэйнфреймами.
Мы планируем продемонстрировать промышленную модель самого мощного в мире суперкомпьютера в декабре 1998 года. Он использует новую реализацию подсистемы памяти процессоров Apache, что позволяет эффективно применять высокоскоростные процессоры даже в больших конфигурациях SMP.
Процессоры PowerPC четвертого поколения используют новую реализацию подсистемы памяти для достижения супервысокой эффективности. Эти процессоры могут поддерживать 16-канальные конфигурации. Четвертое поколение 64-разрядных процессоров PowerPC имеет различные уровни производительности, от 250 МГц до, примерно, 800 МГц. Не стоит и говорить, что мы ожидаем значительный рост общей производительности систем в течение следующих нескольких лет.
Конечно, одной мощности процессора недостаточно для высокой производительности компьютера. Мы в Рочестере — сторонники сбалансированных систем. Возможности памяти, дисков и ввода-вывода будут возрастать так же быстро, как и процессора. В главе 12 я познакомлю Вас с тестами, используемыми для оценки сегодняшней и будущей производительности. Мы также сравним серии AS/400е с некоторыми другими компьютерами по этому параметру.
Для сбалансированного роста производительности мы предусматриваем также улучшение процедур резервного копирования, IPL и восстановления после сбоев. Наконец, чтобы защитить вложения наших заказчиков в аппаратуру, мы обеспечили поддержку всех только что обсуждавшихся расширений вновь разработанными корпусами серии AS/400е. Прирост аппаратной производительности достигается простой заменой платы процессора.
Ушло в прошлое время, когда немногочисленные разработчики архитектуры AS/ 400 мечтали о процессорах класса суперкомпьютеров, сотнях гигабайтах памяти и терабайтах дискового пространства. Бывало, что над нашими идеями архитектуры, которая будет соответствовать таким невообразимым возможностям, смеялись. Нам говорили, что никто и никогда не создаст таких больших систем. И вот, это «никогда» наступило.
Если всех описанных расширений одиночных систем Вам мало, то можете объединить до 32 систем AS/400 в кластер. Кластер AS/400, несомненно, позволяет повысить производительность и емкость, но, что гораздо важнее, обеспечивает готовность вычислительной системы к работе 24 часа в день 7 дней в неделю. Одиночные системы таких гарантий дать не могут.
Кластеры были впервые использованы Digital Equipment Corporation как средство масштабируемости систем VAX. С течением времени кластеры завоевали популярность на рынках Unix и MVS, как средство обеспечения повышенной готовности. Появившиеся в последнее время заявления о поддержке кластеров в новых системах, таких как Windows NT, снова привлекли внимание к этой технологии. С перемещением деятельности большинства организаций в сетевой мир, который не спит никогда, требования к постоянной работе серверов обычны.
Впервые IBM предоставила самым крупным заказчикам AS/400 кластерную технологию OptiConnect в середине 1994 года. В главе 3 мы говорили, что сфера применения этого оптоволоконного продукта значительно расширилась за последние несколько лет. Например, поддержка параллельных слабо связанных баз данных позволила эксплуатировать такие приложения, как хранилища данных и сильно загруженные среды OLTP на очень больших системах. Сегодня в мире работает немало огромных конфигураций AS/400 с OptiConnect. Существует пример использования технологии OptiConnect для кластера AS/400, к которому подключено более 20 000 терминалов. Этот кластер обрабатывает почти миллион транзакций в час. Вот какими большими стали сейчас системы!
Как мы уже отмечали, кластеры OptiConnect служат не только для увеличения размеров системы, но и для поддержания постоянной готовности. Наши бизнес-партнеры легко добиваются высоких коэффициентов готовности системы, устанавливая на кластере AS/400 свои пакеты зеркалирования (репликации). Эти пакеты реплицируют данные и транзакции DB2/400 на несколько AS/400. AS/400 могут быть связаны с помощью OptiConnect или любой другой линии.
В случае аппаратного или программного сбоя одной системы кластера, обработка автоматически переключается на другую. Такой механизм автоматического переключения позволяет предотвратить общее снижение производительности и уменьшить время, когда доступ пользователя к системе невозможен. Подобные системы также обеспечивают круглосуточную работу на производстве, так как резервное копирование может выполняться с зеркального компьютера в кластере.
Недостаток кластера AS/400 — им нельзя управлять как единой системой, в то время как кластеры других производителей предоставляют программисту и системному администратору такую возможность. Задача AS/400е — обеспечить для кластера иллюзию единой системы, что даст пользователю возможность управлять всем кластером из одной точки. Это и некоторые другие расширения поддержки кластеров будут вводиться в версию 4 постепенно.
В дополнение к новым кластерным расширениям в версии 4 будут улучшены параметры готовности одиночной системы, а именно: значительно сократится время IPL и повысится производительность операций создания — восстановления резервных копий.
В главе 6 мы отмечали, что один из новых способов соединения компьютеров в кластер — OptiConnect — реализован как последовательная оптическая шина SPD. В будущем потребуется более быстрое и более безотказное соединение. Мы считаем, что этим требованиям вполне удовлетворяет соединение SAN. Компьютеры в кластере, использующем SAN, будут объединены в отказоустойчивую кольцевую конфигурацию. Два порта SAN непосредственно свяжут каждую систему со следующей системой кольца. Безотказную связь между системами обеспечит резервное соединение, которое будет работать при отказе основного. Протокол SAN аппаратно поддерживает обнаружение ошибок, повторную пересылку пакетов и переключение на альтернативное соединение.
Средством соединения в петле SAN может быть либо медный провод, либо оптоволокно, в зависимости
