Robust und schnell - die neuen Primergy- und Primequest-Modelle

Die Fujitsu-Offensive mit dem Prozessor Intel Xeon Scalable

| Autor / Redakteur: Filipe Pereira Martins und Anna Kobylinska* / Ulrike Ostler

Die ersten neuen x86-Server von Fujitsu auf der Basis von „Intel Xeon Scalable“ (SP) sind da; sie gehören den Produktfamilien „Primergy“ und „Primeflex“ an.
Die ersten neuen x86-Server von Fujitsu auf der Basis von „Intel Xeon Scalable“ (SP) sind da; sie gehören den Produktfamilien „Primergy“ und „Primeflex“ an. (Bild: Fujitsu)

Die jüngste Compute-Plattform von Intel für das agile Datencenter der Zukunft, die „Xeon Processor Scalable“ Familie, aka „Purley“, erblickte kürzlich das Licht der Welt. Die jüngsten Server-Produktlinien „Primergy“ und „Primequest 3800B“ sind damit ausgestattet.. DataCenter-Insider hat unter die Haube geschaut.

Mit der Vorstellung der Xeon Processor Scalable Family (kurz: Xeon SPs), Codename Purley, hatte sich Intel vorgenommen, den Markt für Datencenter-Chips aufzumischen. Intels Xeon SP-Plattform stellt aus Sicht des Herstellers eine Basis für „sichere und agile“ Multi-Cloud-Datencenter dar. Fujitsu hat das neue Konzept bereits aufgegriffen und in die eigenen Produktlinien einfließen lassen.

Der Intel Xeon Processor Scalable (SP) bildet die Kernkomponente der kürzlich vorgestellten vierten Generation von Primergy-Servern in Dual- und Quad-Socket-Konfigurationen sowie des acht-Socket-starken Flaggschiff-Servers Primequest 3800B für In-Memory-Datenverarbeitung von Fujitsu.

Fujitsu Primequest 3800B Server: die Vorderansicht
Fujitsu Primequest 3800B Server: die Vorderansicht (Bild: Fujitsu)

Fujitsu Primequest 3800B Server

Beim Primequest 3800B handelt es sich um Fujitsus neuesten 8-Socket Rack-Server für geschäftskritische Anwendungen. Im Inneren werkelt Intels Xeon SP mit bis zu 28 Kernen pro CPU (also maximal 224 Kernen pro Maschine). Bestückt mit dem aktuell schnellsten kommerziell verfügbaren DDR4-Arbeitsspeicher (getaktet auf 2.666 Megahertz) trumpft das Gerät insbesondere beim Betrieb von In-Memory-Datenbanken wie „SAP HANA“, bei der Echtzeitdatenanalyse und hochverdichteter Virtualisierung.

Die maximale Gesamtkapazität des Arbeitsspeichers beträgt 12 Terabyte und verteilt sich über bis zu 96 DIMM- oder LRDIMM-Module (maximal vier Mainboards pro System mit je zwei CPUs und sieben RAM-Steckplätzen pro Mainboard). Die maximale Ausbaustufe des Arbeitsspeichers lässt sich im Übrigen nur unter Verwendung von DDR4 3DS-Speicher realisieren; LRDIMMs (Load-Reduced DIMMs) bringen die Kapazitäten des Systems gerade mal auf die Hälfte.

Dafür trumpft LRDIMM mit zusätzlichen Features wie der „MemBIST“-Selbstdiagnose unter voller Betriebslast und integrierter Sensorik zum Erfassen von bis zu acht Temperaturmesswerten pro Sekunde. Ein LRDIMM-Modul verfügt über einen Speicherpuffer-Chip (MB) anstelle eines Registers, um die Speicherbus-Belastung zu reduzieren und den bei hohen Speicheranforderungen sonst üblichen Leistungsabfall zu verhindern.

Fujitsu Primequest 3800B: die Rückansicht
Fujitsu Primequest 3800B: die Rückansicht (Bild: Fujitsu)

Ergänzendes zum Thema
 
Das Fazit der Autoren

Bei der Konfiguration des Xeon SP legte Fujitsu ein besonderes Augenmerk auf die fortgeschrittenen RAS-Features von Intels neuer Compute-Plattform (RAS steht für Reliability, Availability, Serviceability). Für die Fehlererkennung durch Gesundheitschecks der Hardware zeichnet „Intel MCA“ (Machine Check Architecture) in der zweiten Generation verantwortlich.

Beim Einsatz eines x86-Betriebssystems der Enterprise-Klasse kann das System erweiterte Aktionen zur Fehlerumgehung einleiten, um die Systemverfügbarkeit noch weiter zu maximieren. Erweiterter Speicherschutz, Intra-Socket-Spiegelung und Adressbereichsspiegelung verbessern die Ausfallsicherheit noch weiter. Nicht einmal ein Firmware-Update zwingt das System zu einem Neustart.

Hot pluggable

Um die Wartungsfreundlichkeit zu maximieren, hat Fujitsu externe „UPI“-Verkabelung (UltraPath Interconnect) hinweg konzipiert. Die integrierte duale Stromversorgung ist für jeweils zwei redundante Phasen ausgelegt; in der maximalen Ausbaustufe von bis zu vier hot-pluggablen PSUs können also bis zu zwei Netzteile ausfallen, ohne die Betriebsbereitschaft des Systems zu beeinträchtigen. Die Lüfter sind ebenfalls redundant und hot-pluggable.

Mit seinen PCIe 3.0-Erweiterungssteckplätzen bietet der Primequest Server gehörig Ausbaumöglichkeiten. Vier der PCIe 3.0 x16-Steckplätze in Low-Profile-Ausführung (von den maximal unterstützten acht) sind hot-pluggable. Dies trifft ebenfalls auf alle acht der 2.5-Zoll Laufwerksschächte für internen Datenspeicher zu.

Das kompakte 5U-Gerät halbiert die Platzanforderungen der Vorgängerversion, die sich noch mit einem 10U-Gehäuse in einem Rack breit (eigentlich „hoch“) machte. Es ist 19"-fähig und wiegt je nach Konfiguration bis zu 80 Kilogramm. Vordefinierte Leistungsprofile sorgen für eine vereinfachte Energieverwaltung des überaus kosteneffizient konzipierten Hochleistungssystems.

Der Fujitsu-Server Primergy M4

Der Fujitsu-Server Primergy M4 kommt in verschiedenen Basiskonfigurationen daher, die unterschiedliche Anwendungsszenarien abdecken, zum Beispiel:

  • 1U-Rack-Server wie der „RX2530 M4“,
  • Daten-Server wie der „RX2540 M4“ in 2U-Bauhöhe mit bis zu 28 Datenlaufwerken,
  • Scale-Out-Server-Knoten wie der „CX2560 M4“ in einem halben 2U-Gehäuse,
  • HPC/VDI-Server-Knoten wie der „CX2570 M4“ mit Unterstützung für bis zu vier High-End-Grafikkarten in einem halben 2U-Gehäuse.

Die Scale-Out-Server-Knoten sind auf konnektivitäteslastige Anwendungszenarien wie das (dedizierte) Webhosting, hoch verdichtete Infrastruktur-Virtualisierung und andere parallelisierbare Workloads spezialisiert. Das Modell Primergy CX2560 M4 macht sich hierzu Intels Ultra Path Interconnect für die Kommunikation zwischen den CPUs zu Nutze.

Das System verfügt zudem über schnellen Arbeitsspeicher von bis zu 2048 Gigabyte DDR4 RAM in maximal 16 DIMM-Steckplätzen. Die ebenfalls leistungsstarke Netzwerkanbindung basiert auf austauschbaren, aufrüstbaren Komponenten.

Fujitsus Server-Knoten können ihre Kühl- und Stromversorgungseinheiten gemeinsam mit anderen Knoten verwenden; so kommt die benötigte Redundanz besonders kosteneffizient zu Stande (Die Kühlung und die Stromversorgung sind im Übrigen hot-pluggable). Auch der interne Datenspeicher eines Knoten steht gegebenenfalls einem anderen Server-Knoten zur Verfügung.

Als Management-Software kommt Fujitsus hauseigene „Server View Suite“ zum Einsatz.

Eine frische Brise im Rechenzentrum

Das Forschungsinstitut Gartner erkannte Fujitsus führende Marktposition im Gartners Magic Quadrant 2017 für Datencenter-Outsourcing (DCO) und Infrastrukturdienste (IUS) in Europa zum fünften Mal in Folge an. Wenn ein Hardwarehersteller immer wieder selbst die sprichwörtlichen Ärmel hochkrempelt, um sich mit der Problematik des Betriebs eines modernen Datencenter in der täglichen Praxis selbst auseinander zu setzen, und sich dabei die Finger schmutzig macht kann er die so gewonnenen Erkenntnisse in das Design der eigenen Hardware einfließen lassen. Er kann sich von den Mitbewerbern absetzen, weil er unter anderem durch ein umfangreiches Partnernetz weiß, wo der Schuh aktuell drückt.

Genau diesen Eindruck liefern Fujitsus neueste Systeme auf der Basis von Intels Xeon PS: Der Anbieter nutzte seine Insider-Einblicke in das Leidwesen der Rechenzentrumsbetreiber, um sie den Anwendern in der neuesten Generation von Primequest 3800B und Primergy zugutekommen zu lassen. Mit der Wahl von Intels Xeon SP hat sich Fujitsu für eine robuste, fehlertolerante und erweiterungsfähige Technologieplattform entschieden und reizt sie durch geschicktes Systemdesign aus — übrigens: sehr kosteneffizient für den Anwender.

Xeon Processor Scalable Family stellt im Grunde genommen eine Portierung der „Skylake“-Mikroarchitektur von Intel auf die in Datencentern gut bekannte Xeon-Serverprozessorreihe. Die Skylake-Mikroarchitektur kommt hier in Verbindung mit einem C620-Chipsatz („Lewisburg“) und unter Verwendung des LGA 3647-Sockets zum Einsatz.

Intel-Edelmetall für Server

Die Intel Xeon Scalable Prozessoren

Intel-Edelmetall für Server

17.07.17 - Bis zu 28 Kerne, AVX 512 und Mesh-Architektur statt Ringbus. Das sind einige der Neuerungen von Intels neuen Xeon-Prozessoren mit „Skylake-SP“-Architektur. Intel hat auch die Nomenklatur geändert: Statt „E3“, „E5“ und „E7“ gibt es nun Bronze, Silber, Gold und Platin. lesen

Der LGA 3647-Socket debütierte im vergangenen Jahr im Zusammenhang mit dem „Xeon Phi x200“-Beschleuniger. Die neue Mikroarchitektur unterstützt bis zu 28 CPU-Kerne bei einer Taktrate von bis zu 3,6 GHz. Ein neues Design des L1/L2-Cache sorgt für eine niedrigere Latenz.

Neue Controller verleihen Purley eine um bis zu 50 Prozent höhere Speicher- und PCIe-I/O-Bandbreite. Darüber hinaus erhöht Intels Omni-Path-Architektur für Hochleistungskommunikation die PCIe-Bandbreite auf bis zu 58 GBit/s in x8-HFI-Konfigurationen und sogar bis zu 100 Gbit/s in x16-HFI-Konfigurationen und fördert damit ebenfalls einen deutlichen Performanceboost zu Tage.

Einige Varianten der Xeon Processor Scalable-Plattform — jedoch leider nicht alle — unterstützen zudem den AVX-512 Befehlssatz von Intel. Dieser Befehlssatz verdoppelt die Anzahl der Gleitkommaoperationen pro jedem CPU-Kern.

Leistungsschub

Dieser Leistungsschub schlägt sich insbesondere beim Umgang mit großen Datenbanken und in Analytics-Anwendungen positiv nieder. Der Befehlssatz bringt zudem verbesserte Unterstützung für Intels Cyber-Sicherheit-Features, darunter Technologien wie TXT (Trusted Execution Technology), PTT (Platform Trust Technology) mit integriertem Schutz von Kryptografieschlüsseln und Boot Guard zum Schutz vor Manipulationen der Hardware.

Der Skylake-Architektur verdankt die neue Xeon-Familie integrierte Unterstützung für MPX (Memory Protection Extension), eine Erweiterung, welche den Arbeitsspeicher vor Pufferüberläufen schützt und dadurch die Angriffsfläche verringert. Intels QAT-Technologie (QuickAssist) kann die Verschlüsselung und Datenkompression sogar mehr als verdoppeln. Intels neue Architektur verspricht zudem einen 3,9 Mal höheren Datendurchsatz bei VMs und eine höhere VM-Dichte pro Server.

Die neuen Anwendungen

Als Hauptanwendungsgebiete avisiert der Hersteller geschäftskritisches OLTP (OnLine Transaction Processing), Echtzeit-Analytics und Machine Learning/Deep Learning. OLTP ist unter anderem für Kreditkarteninstitute und andere Finanzunternehmen, Versicherungen und den Online-Handel von Interesse. Echtzeit-Analytics ist unter anderem bei Big-Data-Auswertungen von Datenströmen aus sozialen Netzen relevant.

Maschinelles Lernen nimmt im Zeitalter der Industrie 4.0 und allgemein im Zusammenhang mit Edge-Computing an Bedeutung zu. Das Edge-Computing greift Unternehmen insbesondere bei Anwendungen mit kurzen Latenzzeiten helfend unter die Arme.

Intel und seine Konkurrenten

Angetrieben wurde Intels neueste „Sturm-und-Drang“-Phase mit Skylake und Lewisburg zugegebenermaßen durch den neuerdings verschärften Wettbewerbsdruck seitens AMD. Mit der Ankündigung der Epyc-Server-Produktlinie mit bis zu 32 Cores brachte AMD den Marktführer in Handlungszwang.

Auch IBM mit der „Power“-Server-Linie und Oracle mit der „Open Sparc„“-Server-Linie mischen den hart umkämpften Datencenter-Markt auf. Keiner der großen Vier — weder Intel, noch AMD, noch Oracle noch IBM — möchte es sich leisten, sich zurück zu lehnen und das eigene Innovationstempo zu verlangsamen; insofern ist der Fortschritt quasi vorprogrammiert.

Was Intels Xeon Processor Scalable aber gegenüber den Alternativen auszeichnet, ist die gezielte Optimierung für Datencenter. Im Vergleich zur vorigen Generation kann die Xeon Processor Scalable Family mit bis zu 4,2 Mal mehr VMs und 5 Mal mehr Transaktionen pro Sekunde aufwarten. Auch bei den IOPS geht es 5 Mal schneller zur Sache und liegt auch bei der Latenz 70 Prozent niedriger. Insgesamt laufen so typische Datencenter-Anwendungen im Schnitt 2,5 Mal schneller ab.

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