Google, IBM и другие компании стремятся ускорить передачу данных в компьютерах

Google, IBM и другие компании стремятся ускорить передачу данных в компьютерах.

 

Два новообразованных консорциума предлагают спецификации стандартов по внедрению небывалого ускорения в передаче данных внутри и снаружи компьютеров.

 

Вычислительные рабочие нагрузки растут, а процессоры, память, и хранилище становятся все быстрее в ускоренном темпе. Новые технологии могут заглушить пропускную способность компьютеров.

 

Потенциальная перегрузка беспокоит такие компании как Google, IBM, Samsung и Dell, которые движутся к устранению проблемы. Новые спецификации от двух новых консорциумов беспрецедентно ускорят скорость передачи данных в компьютерах уже в следующем году.

 

OpenCAPI Консорциум разработал спецификацию на коннектор, который позволит значительно улучшить пропускную способность внутри компьютеров. OpenCAPI представленная в пятницу, должна соединить хранилище, память, графические процессоры и центральные процессоры, так же, как PCI-Express 3.0, но она будет в 10 раз быстрее, со скоростью передачи данных 150GBps (гигабайт в секунду).

 

Brad McCredie, сотрудник IBM, сказал в интервью, что память, хранилище, а также графические процессоры будут становиться быстрее, а OpenCAPI будет делать компьютеры готовыми к этим технологиям.

 

Графические процессоры в настоящее время обрабатывают такие ресурсоемкие приложения, как виртуальная реальность, искусственный интеллект и сложные научные расчеты. Кроме того, наготове сверхбыстрые технологии, такие как 3D XPOINT, новый тип хранилища и технология памяти, которая может быть в 10 раз быстрее, чем SSD-накопители и в 10 раз более компактной чем DRAM.

 

Серверы и суперкомпьютеры будут первыми, кто получат слоты OpenCAPI. Технология может применяться в ПК в ближайшие годы.
Первые порты OpenCAPI будут находиться на серверах компании IBM Power9 до следующего года. Google и Rackspace также разместят порт OpenCAPI на своем сервере Zaius Power9.
Компания AMD - член консорциума OpenCAPI делает графические процессоры Radeon совместимые с портами OpenCAPI на серверах Power9.

 

Но не стоит ожидать OpenCAPI сразу в обычных персональных компьютерах или серверах, большинство из которых работают на х86 от Intel и AMD. Как сказал пресс-секретарь компании AMD, она, на данный момент, не нацелена на применение OpenCAPI в стационарных компьютерах и не будет размещать порты на серверах x86.
Топ производитель чипов Intel, не является членом OpenCAPI, и это большой недостаток для группы. Нет никаких серьезных проблем, которые могут препятствовать компании Intel стать участником, хотя она должна была бы внести изменения в свои технологии ввода/вывода.

 

Технология OpenCAPI является перспективной, но компьютерам потребуется много изменений, чтобы иметь возможность ее использовать. Материнские платы будут нуждаться во внедрении в них слотов OpenCAPI, а также компонентов, которые должны поместиться в слот. Это может отразиться на стоимости изготовления компонентов, большинство из которых сделаны для PCI-Express.

 

OpenCAPI является ответвлением от порта CAPI, разработанного компанией IBM, который уже используется в серверах IBM Power. Как сказал McCredie, в будущем, могут быть разработаны продукты, которые позволят подключать компоненты, изготовленные для PCI-Express в слот OpenCAPI.

Второй консорциум - Gen-Z, анонсировал новый протокол, ориентированный на увеличение скорости передачи данных в основном между компьютерами, но также и внутри них, когда это необходимо. Протокол, о котором было объявлено в начале этой недели, первоначально будет ориентирован на серверы, но сможет служить фундаментальным изменением на пути построения компьютеров.

 

Консорциум может гордиться такими именами как Samsung, Dell, Hewlett-Packard, Enterprise, AMD, ARM и Micron.
Сейчас компьютеры поставляются с памятью, хранилищем и процессором в одной коробке. Но спецификация от Gen-Z, которая в значительной степени сосредоточена на памяти и хранилище данных, потенциально может разделить их, поместив все эти компоненты в отдельные коробки, и установив соединения между всеми элементами.

 

Gen-Z также сосредоточена на том, чтобы облегчить добавление новых типов энергонезависимых запоминающих устройств, таких как 3D XPOINT, которое может быть использовано в качестве памяти, хранилища или в двух качествах одновременно. Многие новые типы технологий памяти, которые еще исследуются, также рассматриваются в качестве замены DRAM и SSD.
В специальных боксах может размещаться больше пулов хранилищ, памяти и технологий обработки, а технология Gen-Z может быть особенно полезна для серверных установок. Как сказал Robert Hormuth, технический директор компании Dell EMC, технология Gen-Z предназначена для соединения больших пулов памяти и хранения данных, как с графическими процессорами, так и с центральными процессорами, в центре обработки данных.

 

Нахождение хранилища и обработки данных в отдельных коробках будет полезно для таких приложений, как реляционная база данных SAP HANA, которая предназначена для обработки в оперативной памяти. Большинство серверов достигли предела в 48TB памяти DRAM, но разделение блока памяти даст SAP HANA больше оперативной памяти для работы.
Но есть проблемы. Разделенные блоки должны поддерживать связь в режиме реального времени и совместно работать над поддержкой протокола и балансировки нагрузки. Эти функции были усовершенствованы в современных серверах со встроенной памятью и хранилищем.

 

Для достижения этой цели в реальном времени, Gen-Z разработала материал высокой производительности, который обеспечивает межсетевую связь, которая легко организовывает доступ к большим объемам данных при одновременном снижении затрат. Скорость передачи данных может увеличиться до 112GT/с между серверами. Для сравнения, предыдущий PCI-Express 4.0 имел скорость передачи данных 16 GT/s на одну полосу пропускания внутри компьютеров.
Gen-Z - это, как правило, разъем для подключения коннектора точка-точка для хранилищ и памяти на уровне стойки, а также он может быть использован внутри серверных стоек. Как сказал Mr. Hormuth, Gen-Z не предназначен для замены существующих шин запоминающих устройств памяти или хранилищ данных на серверах.

 

OpenCAPI и Gen-Z утверждают, что их протоколы открыты для принятия каждым из производителей аппаратного решения. Тем не менее, могут возникать проблемы при соединениях между серверами. 
С одной стороны, на рынке серверов доминирует чипы х86 от Intel, который не является членом какого-либо из новых консорциумов. Без поддержки со стороны Intel, новые протоколы и межсетевое взаимодействие могут испытывать трудности.
Intel продает свои собственные сети и технологию материала под названием OmniPath, а также продает кремниевые лазерные модули, которые используют свет и лазеры для ускорения передачи данных и подключения серверов на уровне стойки.