ARM-basierte Server für die Datencenter der Zukunft
ARM-Prozessoren, die ein zentraler Bestandteil unserer Smartphones sind, werden zunehmend für eine Nutzung in Erwägung gezogen, die über den Mobilfunksektor hinausgeht. Die weltweit größten Hersteller nutzen diese für Laptops der nächsten Generation, während Ingenieure, die im Bereich des Exascale-Computing die ersten Schritte machen, von der energieeffizienten Leistung der Prozessoren begeistert sind. EUROSERVER setzt ebenfalls auf dieses Potenzial – in diesem Fall jedoch für den Bau der Datenzentren der Zukunft, um Europa einen Wettbewerbsvorsprung zu verschaffen. „Die ARM-Lösung bietet für Europa zweifelsohne das größte Potenzial. Als wir mit der Arbeit an diesem Projekt begannen, hatten die Fortschritte hinsichtlich der Möglichkeiten von ARM-Prozessoren bereits das Interesse einer Reihe von ARM-Technologie-Lizenznehmern erregt, die insbesondere in Micro-Server-basierten Märkten auf Server-Lösungen abzielen. Auch wenn die Technologie von SoftBank erworben wurde, befindet sich das ARM-Hauptquartier nach wie vor in Europa und die IP ist europäisch“, sagt Isabelle Dor, Ingenieurin für Forschung und Entwicklung beim Kommissariat für Atomenergie und alternative Energien (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives) und Koordinatorin von Projekt EUROSERVER (Green Computing Node for European micro-servers). Ungeachtet dieses Potenzials wurden von europäischen Unternehmen keine ARM-basierten Server-Chips hergestellt. „Die vergangenen Jahre sind für ARM-basierte Geräte, die auf den Server-Markt ausgerichtet waren, eher turbulent gewesen“, sagt Dor. „Viele erschienene Geräte sind wieder verschwunden, während andere derzeit zum Verkauf stehen, keine Priorität haben oder aufgekauft werden.“ EUROSERVER positionierte sich selbst schnell als der erste und einzige europäische Verarbeiter für Micro-Server, der beachtliche Optimierungen hinsichtlich Energieeffizienz, Kosteneffektivität und Software-Ressourceneffizienz bereithielt. Die Lösung des Projekts, die auf Silikon-Nanotechnologie, einer Datencenter-Systemarchitektur und Software-Innovationen gründet, ist auf Skalierbarkeit ausgerichtet. Der Grundbaustein der Lösung, ein Micro-Server-Board, ist für die Verwendung bei Implementierungen von High-Density-Clouds und Datencentern sowie für Embedded-Anwendungen in den Bereichen Verkehr oder Telekommunikationsinfrastruktur geeignet. Zu den wichtigsten Erfolgen des Projekts zählt ein Programm mit der Bezeichnung UNIMEM für den skalierbaren Speicher, eine transparente Technologie für die Komprimierung des Hauptspeichers, um die Dichte und Bandbreite externer Speicher zu maximieren, eine neue Hypervisor-Technologie mit der Bezeichnung MicroVisor sowie fortschrittliche Software-Funktionen zur Optimierung der Ressourcen-Freigabe und Kommunikation innerhalb des Systems. „Unser Architektur verfügt über eine innovative Struktur, die aus miteinander verbundenen ,Coherent Island’ -Rechenknoten besteht, um ein optimales Gleichgewicht zwischen Datenlokalität und Übertragungseffizienz zu erreichen“, erklärt Dor. „Die interne SoC-Rechnerstruktur wurde um verschiedene unabhängige Silikon-Module herum aufgebaut, die als ,Chiplets’ bezeichnet werden, welche jeweils eine der Inseln implementieren. Die Kopplung zwischen diesen Chiplets wurde über serielle Hochgeschwindigkeits-Verbindungen mit prozessnativer Speicheradressierung realisiert.“ Es wurde insgesamt 10 Patente eingetragen oder für die Eintragung angemeldet. Die MicroVisor-Technologie wird bei neuen kommerziellen Angeboten verwendet. ONAPP, einer der Projektpartner, arbeitet mit führenden Forschern in Bereichen zusammen, die mit potenziellen Absatzmärkten verbunden sind. Das Projekt führte außerdem zur Entstehung von zwei Spin-off-Unternehmen; KALEAO in Cambridge, UK, mit Laboren auf Kreta und in Italien sowie ZeroPoint Technologies in Chalmers, Schweden. „Über KALEAO wurde eine einzigartige neue Generation von Web-Scale-, True- Converged-Serveranwendung eingeführt, die einen geringen Energieverbrauch und beachtliche Rechenkapazitäten ermöglicht. ZeroPoint hingegen vermarktet die Speicherkomprimierungs-Innovationen des Projekts unter der Produktfamilie MaxiMem™. Das Unternehmen hat die Vermarktung der ersten Produkte, welche die Speicherkapazität und effektive Speicherbandbreite verdreifachen können, für Sommer 2017 geplant“, sagt Dor. Es sind Web-Dienstleistungen, E-Commerce-Dienstleistungen und weitere gängige IT-Dienstleistungen für Unternehmen vorgesehen. Die KMAX-Plattform, ein Server, der OnApps´ MicroVisor-Lösung integriert, steht bei der Kaleao KMAX Appliance Edition vorinstalliert zur Verfügung. Insgesamt betrachtet liefert EUROSERVER ein Fundament und Ökosystem für Europa, um einen skalierbaren, energieschonenden und kostengünstigen Rechenansatz zu ermöglichen. Verschiedene nachfolgende H2020-Projekte im Bereich der HPC-Kerntechnologien sind bereits an dem EUROSERVER-Konzept ausgerichtet und werden die im Rahmen von EUROSERVER vorgeschlagenen grundlegenden Konzepte in den kommenden Jahren weiterentwickeln.
Schlüsselbegriffe
EUROSERVER, Micro-Server, ARM, Exascale-Computing, Energieeffizienz, Datencenter, Prozessor, Hypervisor, UNIMEM, MicroVisor, KMAX
