DOME 마이크로 데이터 센터

DOME MicroDataCenter
microDataCenter 32방향 캐리어
DOME-microDataCenterFull.jpg
풀장착 DOME microDataCenter (2017년 11월, 덴버, SC17 참조), 24대의 서버와 8대의 FPGA 보드, 10GbE 스위치, 스토리지, 전원 및 냉각 기능을 탑재.그림은 2U 랙 유닛의 절반을 나타내고 있습니다.

microDataCenter에는 컴퓨팅, 스토리지, 전력, 냉각 및 네트워킹이 매우 작은 볼륨에 포함되어 있으며, "DataCenter-in-a-box"라고도 합니다.이 용어는 지난 20년 동안 이 아이디어의 다양한 화신을 묘사하기 위해 사용되어 왔다.2017년 말 Super Computing Conference 2017에서 매우 긴밀하게 통합된 버전인 DOME microDataCenter가 [1]공개되었습니다.주요 특징은 온수 냉각, 완전 솔리드 스테이트, 범용 컴포넌트 및 표준만을 사용하여 구축되는 것입니다.

DOME 프로젝트

DOME은 세계에서 가장 큰 계획 전파 [2][3]망원경인 SKA(제곱 킬로미터 어레이)를 목표로 하는 기술 로드맵을 개발하기 위해 민관 협력의 형태로 IBM과 천문학이 공동으로 출자한 프로젝트입니다.그것은 2010년대 후반과 2020년대 초에 호주와 남아프리카 공화국에 건설될 것이다.7개의 DOME 프로젝트 중 하나는 작고 저렴하며 계산 [4]효율이 뛰어난 MicroDataCenter(이전의 Micro서버)입니다.

MicroDataCenter의 목표는 SKA 안테나 부근에서 데이터를 조기에 처리하는 기능과 빅 데이터 분석을 수행하는 훨씬 더 큰 슈퍼컴퓨터 내부에서 모두 사용할 수 있는 기능입니다.이러한 서버는 냉각된 데이터 센터뿐만 아니라 안테나가 설치되는 사막 등 환경적으로 극단적인 장소에 대량으로 도입할 수 있습니다.

일반적인 오해는 마이크로 서버가 낮은 성능만 제공한다는 것입니다.이는 최초의 마이크로 서버가 Atoms 또는 초기 32비트 ARM 코어를 기반으로 하기 때문에 발생합니다.DOME MicroDataCenter 프로젝트의 목적은 저비용 및 저전력으로 고성능을 제공하는 것입니다.MicroDataCenter의 주요 특징은 패키징입니다. 즉, 짧은 통신 거리를 허용하는 매우 작은 폼 팩터입니다.이것은 마이크로 서버를 사용하는 것에 근거해, 종래의 컴퓨팅 서버로부터 가능한 한 많은 컴포넌트를 1개의 SoC(Server on a Chip)에 통합함으로써 불필요한 컴포넌트를 모두 배제합니다.마이크로 서버는 싱글 스레드 퍼포먼스를 최대한으로 발휘하지는 않지만, 중고가 퍼포먼스로 에너지 최적화 설계 포인트를 제공합니다.2015년에는 여러 고성능 SoC가 출시되기 시작하며, 2016년 말에는 Qualcomms [5]Hydra와 같은 다양한 선택지가 제공됩니다.

서버 레벨에서는, 28 nm T4240 베이스의 마이크로 서버 카드는, 에너지 절약형 22 nm Finfet XEON-E3 1230Lv3 베이스의 서버와 비교해, Joule 당 2배의 조작을 실현해, 집약 퍼포먼스를 40 % 향상시킵니다.비교는 칩 [6]레벨이 아닌 서버 보드로 이루어집니다.

설계.

2012년 IBM Research Zürich 팀은 Ronald P가 이끌었습니다.Luijten은 Linux를 [7][8]실행하는 범용 컴포넌트를 기반으로 매우 계산 밀도가 높고 에너지 효율이 뛰어난 64비트 컴퓨터 설계를 추구하기 시작했습니다.시스템 온 칩(SoC) 설계는 대부분의 필요한 컴포넌트가 하나의 칩에 가장 적합하며, 기본적으로 완전한 메인보드(RAM, 부트 플래시 및 전력 변환 회로 제외)가 칩에 들어가는 "마이크로 서버"의 정의가 등장했습니다.ARM, x86 및 Power ISA 기반 솔루션을 조사하여 Freescale의 Power ISA 기반 듀얼 코어 P5020/쿼드 코어 P5040 프로세서를 기반으로 한 솔루션이 2012년 결정 시점에 선두에 올랐습니다.

이 개념은 IBM의 Blue Gene 슈퍼컴퓨터와 유사하지만, DOME 마이크로서버는 기성 구성 요소를 중심으로 설계되었으며 표준 운영 체제와 프로토콜을 실행하여 개발 및 구성 요소 비용을 [9]절감합니다.

완전한 마이크로 서버는 표준 FB-DIMM 소켓과 동일한 폼 팩터를 기반으로 합니다.이러한 컴퓨팅 카드를 외부 스토리지 및 통신용 네트워크 배전반과 함께 19인치 랙 2U 드로어에 128장 장착하는 것을 목표로 하고 있습니다.냉각은 Super가 개발한 Aquasar 온수 냉각 솔루션을 통해 제공됩니다.독일의 [10]MUC 슈퍼컴퓨터.

첫 번째 시제품 디자인은 2014년 7월 3일 DOME 사용자 커뮤니티에 공개되었습니다.P5040 SoC 칩, 16GB의 DRAM 및 일부 제어 칩(모니터링, 디버깅 및 부팅에 사용되는 Cypress의 PSoC 3 등)은 물리 치수가 133×55mm인 완전한 컴퓨팅 노드입니다.카드의 핀은 SATA, 5기가비트 및 2개의 10기가비트 이더넷 포트, 1개의 SD 카드 인터페이스, 1개의 USB 2 인터페이스 및 전원에 사용됩니다.계산카드는 최대 70W의 헤드룸과 함께 35W의 전력 범위 내에서 동작합니다.재료비는 단일 [7][8][9][11][12]프로토타입에 약 500달러입니다.

2013년 말에 두 번째 시제품에 새로운 SoC가 선택되었습니다.Freescale의 새로운 12코어/풀 24스레드 T4240은 매우 강력하며 43W TDP의 P5040과 동등한 전력 범위 내에서 작동합니다.이 새로운 마이크로 서버 카드는 24GB DRAM을 탑재하여 동선 히트스프레더에서 냉각 및 전원을 공급합니다.2017년 초 풀 2U 드로어에서 대규모 구축을 위해 구축 및 검증되고 있습니다.네이티브 10GbE 시그널링을 지원하기 위해 DIMM 커넥터를 SPD08 커넥터로 교체했습니다.

2016년 말, T4240 기반의 마이크로 서버 카드의 생산 버전이 완성되었습니다.같은 폼 팩터와 같은 커넥터(8개의 A72 ARMv8 코어 탑재)를 사용하여 NXP(구 Freescale) LS2088A SoC 기반의 두 번째 서버 프로토타입 보드가 거의 [9][12][13][14]동시에 완성되었습니다.

역사

micro Data Center 프로덕션 버전
Fully populated DOME 32 way carrier (microdatacenter).jpg
T4240ZMS 서버x 24 및 FPGA 카드x 8을 갖춘 32-way 캐리어

가장 작은 폼 팩터 마이크로 데이터 센터 테크놀로지는 취리히의 DOME 마이크로 서버 팀에 의해 개척되었습니다.컴퓨팅은 여러 마이크로 서버로 구성되며 네트워킹은 적어도1개의 마이크로 스위치 모듈로 구성됩니다.P5040ZMS 기반 8방향 프로토타입 시스템의 첫 라이브 데모가 Supercomputing 2015에서 신기술 [15]디스플레이의 일부로 수행되었고, 이어서 CeB에서 라이브 데모가 수행되었습니다.2016년 3월 CeB에서 8Way HPL 시연IT 부문에서는, 「Lin-Pack-in-a-shoebox」라고 하는 이름을 붙였습니다.

2017년에 팀은 64대의 T4240ZMS 서버, 2대의 10/40 GbE 스위치, 스토리지, 전력 및 냉각을 2U 랙 유닛에 포함하는 프로덕션 레이디 버전을 완성했습니다.오른쪽 아래 그림은 24대의 T4240ZMS 서버, 8대의 FPGA 보드, 스위치, 스토리지 전원 및 냉각 장치를 탑재한 32웨이 캐리어(2U 랙 유닛의 절반)를 나타내고 있습니다.이 테크놀로지는, 종래의 패키지형 데이터 센터 테크놀로지에 비해 20배의 밀도를 실현하는 동시에, 같은 집약 퍼포먼스를 실현합니다.이는 기존 CPU 대신 SoC를 사용하고 온수 [16]냉각을 통해 구현되는 고밀도 패키징을 사용하여 컴포넌트 수를 최소화하는 새로운 하향식 설계에 의해 실현됩니다.

미래.

아직 스텔스 모드에 있는 한 신생 기업이 2018년 상반기 시장에 이 기술을 도입하기 위해 IBM으로부터 기술 라이센스를 취득하는 과정에 있습니다.

불행하게도 스타트업 회사는 생산을 시작하기 위한 시드 펀딩을 얻을 수 없었습니다.모든 자원을 포함한 이 프로젝트는 보류되었고 Ronald는 취리히 연구소에서 은퇴했습니다. (2020년 8월)

레퍼런스

  1. ^ Sc17의 Tom's Hardware(톰의 하드웨어), 슬라이드 27
  2. ^ 천문 및 IBM Exascale Technology 센터
  3. ^ 평방 킬로미터 배열:궁극의 빅데이터 과제
  4. ^ 천문 및 IBM Exascale Technology 센터 - 마이크로 서버
  5. ^ "Quallcomm Hydra". Archived from the original on 2017-04-17. Retrieved 2017-04-16.
  6. ^ [12코어 1.8을 탑재한 에너지 효율이 뛰어난 마이크로 서버]GHz 188K-CoreMark 28nm 벌크 CMOS 64b SoC (159 GB/s/L 메모리 대역폭 시스템 밀도 탑재) , R.Luijten et al., ISSCC15, San Francisco, 2015년 2월]
  7. ^ a b "IBM high-density μServer demonstration platform leveraging PPC, Linux and hot-water cooling" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2014-07-14. Retrieved 2014-07-02.
  8. ^ a b 빅 사이언스, Tiny Microvers: IBM Research, 64비트 가능성 실현
  9. ^ a b c IBM DOME Microserver는 기업에 어필할 수 있습니다.
  10. ^ IBM/ASTRON DOME 64비트 마이크로 서버
  11. ^ "The IBM-ASTRON 64bit μServer demonstrator for SKA" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2014-07-14. Retrieved 2014-07-02.
  12. ^ a b "The IBM and ASTRON 64bit μServer for DOME". Archived from the original on 2014-07-14. Retrieved 2014-07-03.
  13. ^ NLeSC, IBM 및 AUTOMIC과 DOME 계약 체결
  14. ^ IBM, 놀라운 축소형 슈퍼컴퓨터 발표
  15. ^ "DOME Hot-Water Cooled Multinode 64 Bit Microserver Cluster". Archived from the original on 2016-01-27. Retrieved 2017-12-05.
  16. ^ DOME 마이크로 데이터 센터 프로젝트