Internet-Infrastruktur

Server aus 512 »Atomen«

Die meisten Internet-Server vollbringen relativ einfache Aufgaben, für die ein Atom-Prozessor ausreicht. SeaMicro hat 512 »Atome« in ein Server-Rack gepackt und einen ASIC entwickelt, der die Prozessoren miteinander vernetzt. So sollen sich bis zu 75 Prozent Strom sparen lassen, verglichen mit einem Xeon-Server gleicher Rechenleistung.

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An den Seiten des SeaMicro-Systems sind 64 Computermodule eingesteckt. Die Vorderseite enthält 64 Festplatten-Einbauplätze mit Serial-ATA-Anschluss. Auf der Rückseite befinden sich Lüfter und Ethernet-Switches.

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An den Seiten des SeaMicro-Systems sind 64 Computermodule eingesteckt. Die Vorderseite enthält 64 Festplatten-Einbauplätze mit Serial-ATA-Anschluss. Auf der Rückseite befinden sich Lüfter und Ethernet-Switches.

»Virtualisierung ist der beste Beweis dafür, dass die Leistung von Server-Prozessoren nicht dem tatsächlichen Bedarf entspricht« – da ist sich Andrew Feldman, der CEO von SeaMicro sicher. »Virtualisierung bedeutet eine Menge Overhead, erfordert zusätzlichen Verwaltungsaufwand und zeigt, dass Server-Prozessoren von den üblichen Server-Anwendungen nicht ausgelastet werden,« fährt Feldman fort. Denn das Internet hat die Anforderungen an einen Server stark verändert. Während ein Server früher eni Großrechner war, auf dem wenige sehr anspruchsvolle Anwendungen liefen – etwa Simulationen oder Datenbanken – ist heute die Mehrzahl der Server mit vielen Anwendungen bestückt, die die meiste Zeit im Leerlauf zubringen.

Dafür ist der Atom-Prozessor aufgrund seiner geringen Stromaufnahme ideal geeignet. Mit dem Atom-Prozessor, glaubt Feldman, lassen sich Server bauen, die nur ein Viertel des Platzes und ebenfalls ein Viertel des Stroms verbrauchen – verglichen mit den üblichen Pizza-Box-Servern auf Xeon-Basis. Um dies unter Beweis zu stellen, gründete er zusammen mit Gary Lauterbach das Start-up SeaMicro. Feldman organisierte das Risikokapital, Lauterbach ist als Chief Technology Officer für die Technik zuständig. Lauterbach ist in der Branche kein Unbekannter: Er war Chef-Architekt der UltraSPRAC-III- und -IV-Entwicklung bei Sun und zuletzt als einer von fünf »Chefarchitekten« für die x86-Prozessoren bei AMD. Nun stellt SeaMicro das erste Produkt vor.

Runter mit dem Stromverbrauch

Grundsätzlich haben leistungsfähige Mehrkern-Prozessoren durchaus ihre Berechtigung – wenn die Software darauf abgestimmt ist. Das ist z.B. bei Video-Editoren der Fall, bei der Bildverarbeitung, bei CAD-Programmen, Datenbanken oder Spielen. Auf vielen Servern laufen dagegen vergleichsweise einfache Anwendungen, die zwar einen hohen I/O-Durchsatz erzeugen, aber wenig Rechenleistung erfordern. In diesem Fall arbeiten Hochleistungs-CPUs mit ihren langen Pipelines, der Out-of-order-Execution und einer ausgeklügelten Sprungvorhersage ineffektiv, weil alle diese Einrichtungen Strom verbrauchen, aber kaum zur Leistungssteigerung beitragen.

Mit dem Einsatz eines »Einfach-Prozessors« allein ist es aber nicht getan, denn der Prozessor nimmt nur rund ein Drittel des Stroms auf, den ein System verbraucht. Den Rest teilen sich Chipsatz und RAM sowie Infrastruktur und Peripherie: Schnittstellen-ICs, PLLs, Stromversorgung, Lüfter, Festplatten. Um auch bei diesen Komponenten zu sparen, hat SeaMicro ein eigenes ASIC entwickelt, das jeweils zwei Atom-Prozessoren samt deren Chipsatz und Arbeitsspeicher an ein Fabric-Netz anschießt. Dieses rechnerinterne Netz ist aus der Großrechnerwelt entlehnt und ähnelt dem Netz eines IBM-Blue-Gene-Systems.

1. Teil: Server aus 512 »Atomen«
2. Teil: Großrechnertechnik im Innern

Weiterführende Links:

• Hochleistungsrechner: Jülich baut »Exacluster«-Labor zusammen mit Intel