Test: HPs Moonshot ist flexibel, überschaubar und erstaunlich

Innovationen im Serverbereich bedeuteten traditionell die Einführung neuer Systeme mit den neuesten Intel-CPUs sowie mehr Speicher und Speicherplatz. Während dieses Bereitstellungsmodell der Branche seit vielen Jahren gute Dienste leistet, ist der richtige Zeitpunkt für neue Ansätze, die sich darauf konzentrieren, Verarbeitungsleistung und Energieverbrauch für bestimmte Anwendungsfallszenarien in Einklang zu bringen. Es ist auch eine gute Zeit, um Innovationen in der Prozessorarchitektur in den Unternehmensbereich zu bringen, um die Betriebskosten zu senken.

HP machte sich daran, mit der Moonshot-Plattform die traditionelle Form zu brechen. In der ersten Moonshot-Version, in der bis zu 45 Intel Atom-Serverkassetten in das 4,3-HE-Gehäuse gesteckt wurden, ging HP auf dynamische Web-Workloads ein, wobei der Schwerpunkt auf der Reduzierung der langfristigen Kosten für die Stromversorgung und Kühlung von Rechenzentrumshardware lag. Mit den jüngsten Versionen der DSP + ARM-Karten von AppliedMicro ARM, Intel Xeon und Texas Instruments hat HP das Biest auf zusätzliche Workloads wie statisches Web, virtuelle Desktop-Infrastruktur und Hadoop gebracht.

HP hat kürzlich auch das 45XGc-Switch-Modul eingeführt, das 10-GbE-Verbindungen zu Kassetten im Moonshot-Gehäuse bietet. Der 45XGc verbindet 45G- und 180G-Modelle in der Moonshot-Switch-Reihe, die interne Verbindungen mit 45 1 GbE bzw. 180 1 GbE bieten. Das Moonshot-Chassis bietet Platz für bis zu zwei Switch-Module.

Diese neueste Version neuer Moonshot-Kassetten bietet die Möglichkeit, Boards im selben Gehäuse zu mischen und anzupassen. Beachten Sie jedoch, dass es in Bezug auf die Vernetzung einige Einschränkungen gibt. Erstens können Sie keine Karten mit unterschiedlichen Netzwerkgeschwindigkeiten mischen und erwarten, dass 10 G von den Karten mit höherer Geschwindigkeit (nämlich den ARM- und Xeon-Kassetten) erhalten werden. Beim Mischen mit 1G-Patronen arbeiten die 10G-fähigen Patronen mit 1G. Zweitens unterstützen die 45G- und 45XGc-Switches keine Multinode-Kassetten (einschließlich Atom-, Xeon- und DSP + ARM-Kassetten). Für die Verwendung von Multinode-Kassetten ist der 180G-Schalter erforderlich.

Die Ausgaben für Strom und Kühlung machen einen Großteil der heutigen Betriebskosten für Rechenzentren aus. Das Moonshot-Team von HP hat ein neues Maß für Kosten und Leistung entwickelt, das den Stromverbrauch pro Anwendungseinheit auf Null setzt. Für eine VDI-Implementierung wäre die Messung Watt pro VDI-Benutzer. Bei Webservern beträgt das Maß Watt pro Benutzersitzung. Die neue 64-Bit-ARM-Prozessorkartusche mit acht Kernen, die m400, verbraucht in ihrer Spitze nur knapp 43 W, weniger als die Hälfte der von einer Xeon-CPU mit acht Kernen verbrauchten Leistung, und übertrifft die Rechenleistung des Xeon pro Watt.

Designer-Hardware

Der Aufbau eines Allzweckservers, auf dem eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Workloads ausgeführt werden kann, ist eine Sache. Das Entwerfen einer Serverplattform mit Blick auf bestimmte Anwendungen und dem Fokus auf die Maximierung der effektiven Nutzung von CPU, E / A und Speicher erfordert eine andere Denkweise. HP hat eine lange Geschichte von herausragendem Hardware-Design und die Moonshot-Plattform zeigt dies auf ganzer Linie.

HP verwendete eine Reihe von Methoden, um die optimalen Speicher- und CPU-Mengen zu ermitteln, die für die Bewältigung einer Reihe unterschiedlicher Workloads erforderlich sind. Beispielsweise kombiniert die neue m400-Kassette erhebliche 64 GB Speicher mit dem 64-Bit-ARM-Prozessor mit acht Kernen, um eine Plattform für das Web-Caching in einem stromsparenden Formfaktor bereitzustellen. HP verwendete eine breite Palette von Benchmarking-Tools und Multinode-Bereitstellungsszenarien, um sich für diese Kombination zu entscheiden. Der m400 ist außerdem mit 10G-Ethernet ausgestattet, um große Datenmengen zwischen Knoten und außerhalb des Gehäuses zu übertragen.

Während HP jede der Patronen für einen bestimmten Satz von Workloads entwickelt hat, haben einige Kunden Patronen auf eine Weise verwendet, die nicht erwartet wurde. Beispielsweise wurde die m800-Kassette - basierend auf einem Texas Instruments-System auf einem Chip mit vier ARM-Kernen und acht DSP-Kernen - für Telekommunikationskunden und Audio- / Video-Transcodierung entwickelt. PayPal verwendet dieses Board jedoch, um Echtzeitanalysen für textbasierte Ereignisströme durchzuführen.

Die Innovationen in Moonshot beginnen mit dem Chassis. Während Sie sich vielleicht fragen, warum die Höhe des Gehäuses (4,3 HE) nicht dem Standard entspricht, gibt es einen Grund. Eine Rack-Einheit oder 1 HE benötigt 44,45 Millimeter Platz. Die längste Abmessung einer 3,5-Zoll-Festplatte beträgt 146 Millimeter. Um ein 3,5-Zoll-Laufwerk vertikal in einem Rack zu platzieren und die Schienen- und Steckerbefestigung aufzunehmen, benötigen Sie ein Objekt, das etwas größer als 4 HE (7 Zoll) ist. HP hatte bereits andere Produktangebote mit 4,3 HE, daher war es sinnvoll, sich an diese Dimension zu halten.

Moonshot-Stoffe, -Netzwerke und -Verbindungen

Das Verbinden der 45 Prozessorsteckplätze mit zwei zusätzlichen langen Steckplätzen für die Netzwerk-Switches erforderte erhebliche Innovationen. Die Ingenieure von HP haben die Rückwandplatine entworfen, die alle Steckplätze im Moonshot-Gehäuse mit 28 dedizierten Kupferleitungen verbindet. Jede dieser Leitungen oder Spuren kann unterschiedliche Signalisierungsarten mit sehr hohen Datenraten übertragen. Wenn Sie etwas über Hochgeschwindigkeitskommunikation wissen, verstehen Sie die Herausforderungen, die sich aus elektromagnetischen Störungen in einer Hardwareplattform ergeben, die so dicht wie Moonshot ist.

Vier separate Verbindungsstrukturen bieten physische Pfade für die Daten- und Verwaltungskommunikation innerhalb von Moonshot. Die drei Datenpfade heißen Radial Communication, Proximal Array und 2D Torus Mesh. Der Radialkommunikationspfad bietet Hochgeschwindigkeitsschnittstellen zwischen jeder Patrone und zwei Radialgewebeschlitzen. Diese transportieren hauptsächlich Netzwerkverkehr und bieten einen Weg nach außen. Die Proximal Array-Struktur wurde hauptsächlich für den Speicherverkehr entwickelt, interagiert jedoch auch mit dem 2D-Torus-Netz. Das 2D-Torus-Netz ist ein Kommunikationsweg von Kassette zu Kassette mit hoher Bandbreite, der direkte Verbindungen zwischen jedem Knoten und seinen vier nächsten Nachbarn ermöglicht.

Sowohl die ARM-basierten m400- als auch die Xeon-basierten m710-Karten enthalten den Mellanox MT27518-Chip, der zwei 10-GbE-Ports bietet. Diese Karten erfordern das neue 45G-Switch-Modul. Mit zwei 45G-Switch-Modulen im Gehäuse haben Sie eine potenzielle Gesamtbandbreite innerhalb des Moonshot-Gehäuses von 900 Gigabit. Während Sie diese Datenmenge niemals sehen würden, können ernsthafte Multinode-Vorgänge Anwendungen wie Hadoop unterstützen.

Auf der Energieverwaltungsebene verwendet HP einen Teil namens eFuse, der die für Hot-Swap-Kassetten erforderliche Isolierung bietet und gleichzeitig den Stromverbrauch jeder einzelnen Kassette misst. HP hat diese Geräte ausgiebig getestet, um die Genauigkeit der Leistungsmessungen sicherzustellen, und festgestellt, dass sie innerhalb der Toleranz des Stromversorgungssystems durchweg einen sehr kleinen Spielraum erreichen. Wie zu erwarten, sind alle Serverkassetten und Switch-Module sowie die fünf Lüfter auf der Rückseite des Geräts Hot-Swap-fähig. Das einzige Element, das an dieser Stelle fehlt, ist möglicherweise eine Speicherkassette.

Moonshot-Verwaltungsoptionen

Der Ansatz von HP zur Verwaltung von Unternehmenssystemen kombiniert traditionell eine Befehlszeilenschnittstelle mit einer grafischen Benutzeroberfläche. Das Unternehmen unterstützt traditionell auch standardbasierte Methoden, einschließlich IPMI und SNMP. Neuere Initiativen wie HP OneView verfolgen jedoch einen stärker weborientierten Ansatz, beispielsweise die Verwendung offener Standards wie JSON und REST.

Im Rahmen dieser neuen Initiative traf HP die strategische Entscheidung, für alle Managementtools auf eine REST-Schnittstelle umzusteigen. Dies umfasst iLO (Integrated Lights-Out) sowie die Tools Chassis Management und Cluster Management. Eine browserbasierte Oberfläche, die auf den REST-APIs basiert, präsentiert alle relevanten Informationen in einem leicht lesbaren und leicht zu navigierenden Format (siehe Abbildung 1). Vorgänge wie das Ein- und Ausschalten können mit wenigen Mausklicks an einzelnen oder mehreren Kassetten ausgeführt werden. Die Web-Benutzeroberfläche bietet auch eine vollständige grafische Anzeige mit einzigartigen und innovativen Möglichkeiten zur Darstellung von Statusinformationen (siehe Abbildung 2).

Die wahre Kraft hinter der REST-Schnittstelle liegt in der Automatisierung durch Skripterstellung. Mit HP können Sie ganz einfach Ihre bevorzugte Skriptsprache verwenden, sei es PowerShell oder Python, um alle Aspekte des Moonshot-Systems vollständig zu steuern.

Canonical hat dieselbe Schnittstelle verwendet, um Moonshot eine automatisierte Bereitstellung und Orchestrierung basierend auf seinen Juju- und MaaS-Tools (Metal as a Service) zu ermöglichen. Die grafische Oberfläche von Juju ermöglicht den Aufbau eines mehrschichtigen Webdienstes auf der Grundlage vorhandener Vorlagen, die im Charm Store heruntergeladen werden können. Sie finden Charms für alle Arten von Dienstleistungen, einschließlich Juju selbst. Ich habe MaaS und Juju verwendet, um innerhalb weniger Minuten einen kleinen Hadoop-Cluster auf mehreren Moonshot m400-Kassetten bereitzustellen (siehe Abbildung 3). Beachten Sie, dass Ubuntu derzeit das einzige Betriebssystem ist, das HP auf dem m400 unterstützt.

Rechenzentrum in einer Dose

HP hat kürzlich das Preis- und Liefermodell von Moonshot umstrukturiert, um das Mischen und Anpassen von Patronen sowie den Kauf einzelner Einheiten zu ermöglichen. Die erste Version des Produkts wurde mit einer vollständigen Ergänzung von 45 Intel Atom-Patronen ausgeliefert und war auf keine andere Weise verfügbar. Unter dem neuen Modell können Sie das Moonshot 1500-Chassis kaufen und nach Belieben bevölkern. Die Preise für das Chassis reichen von 15.155 USD mit einem 45G-Schalter und drei Netzteilen bis zu 55.589 USD mit zwei 180G-Schaltern und vier Netzteilen. Die Startpreise für die Serverkassetten (und die Startpreise für M.2-Schnittstellen für SATA-SSDs) lauten wie folgt:

HP ProLiant m350 (Atom mit vier Knoten, 16 GB RAM pro Knoten)

2.849 US-Dollar

2.928 US-Dollar

HP ProLiant m400 (Einzelknoten-64-Bit-ARM, 64 GB RAM)

2.249 US-Dollar

2.448 US-Dollar

HP ProLiant m710 (Einzelknoten-Xeon, 32 GB RAM)

2.049 US-Dollar

2.248 US-Dollar

HP ProLiant m800 (Quad-Node-DSP + ARM, 8 GB RAM pro Knoten)

2.899 US-Dollar

3.117 US-Dollar

Ein maximal konfiguriertes Moonshot-Gehäuse mit 45 64-Bit-ARM-Kassetten kostet Sie also mehr als 156.000 US-Dollar. HP räumt ein, dass die anfänglichen Anschaffungskosten für eine Moonshot-Plattform im Vergleich zu einem herkömmlichen Multiplattform- oder Blade-Ansatz höher sein könnten. Der Moonshot-Vorteil besteht in dramatisch niedrigeren langfristigen Betriebskosten.

HP hat mit der Moonshot-Plattform einen mutigen Schritt getan und das Versprechen mit neuen Kassetten umgesetzt, die die anfänglichen Ziel-Workloads erweitern. Die gute Nachricht ist, dass das Unternehmen viel Raum für Innovationen mit neuen Kombinationen und Konfigurationen sowie erweiterten Funktionen hat, um das bereits vorhandene Framework zu nutzen.

Wenn es ein offensichtliches fehlendes Glied gibt, handelt es sich um eine Art Posteingangsspeicher. HP hat die Unterstützung für die Lagerung in einem der drei in der Rückwandplatine vorhandenen Stoffe entwickelt. Dann stellt sich die Frage, welche Art von Speicher Sie in einer solchen Box benötigen. Kann HP ihn mit demselben modularen Ansatz erstellen? Bis zu diesem Punkt wäre die Antwort nein, obwohl HP eine solche Patrone nicht ausgeschlossen hat.

HP Moonshot passt definitiv nicht in jedes Szenario. Sie würden Moonshot nicht mit einer hohen Datenbanklast belasten, aber für eine Vielzahl von Clustering- und verteilten Computerszenarien kombiniert es erstaunliche Dichte und Effizienz mit hervorragenden Verwaltungstools. Für die Szenarien, für die es entwickelt wurde, schlägt Moonshot den Ball direkt aus dem Park.

Scorecard Leistung (20%) Verfügbarkeit (20%) Skalierbarkeit (20%) Management (20%) Wartungsfreundlichkeit (10%) Wert (10%) Interoperabilität (20%) Einrichtung (10%) Gesamtpunktzahl
HP Moonshot System 9 9 10 9 9 8 0 0 9.1