Rambler's Top100
Блоги Алексей ШАЛАГИНОВ

POWER vs x86

  25 декабря 2018 Страница персоны
На рынке серверов не утихает борьба между двумя основными платформами: POWER от IBM, и x86 от Intel. Попробуем разобраться в различиях, истории развития и преимуществах обеих платформ.

Архитектура процессора POWER зародилась в концерне IBM, когда они исследовали возможности компьютера с сокращённой системой команд RISC (Reduced Instruction Set Computer), с целью создания массового недорогого компьютера. Эта работа в IBM началась ещё в начале 1970-х годов, когда стали вырисовываться перспективы микроминиатюризации электроники и забрезжили перспективы создания настольного компьютера. Однако, лишь в начале 1990-х годов IBM выпустила первый процессор с RISC-архитектурой, которая получали название POWER1. На его базе в дальнейшем была разработана целая серия процессоров, последний из который называется POWER9. Существовали также вариации и ответвления этой архитектуры.

Первые модели процессоров архитектуры x86 компании Intel также появились в 1970-х. Однако, первые компьютеры на базе этих процессоров (различных производителей) появились не в 1990-х, а намного раньше. В отличие от процессоров POWER, которые проектировались, в основном, для серверов, процессоры x86 были изначально нацелены на рынок персональных компьютеров. Компьютер на базе процессоров i286, а затем i386 и i486, впервые стали первыми доступными для семей среднего класса компьютерами.

Использование термина «массового недорогого» в отношении первых компьютеров IBM на базе POWER с точки зрения сегодняшнего дня может показаться некорректным. Однако, следует отметить, что понятие «массовый и недорогой» для компьютеров конца 70-х — начала 80-х годов достаточно сильно отличалось от сегодняшнего времени. Напомним, что ещё в 50-х годах президент компании IBM Томас Уотсон (Thomas Watson) считал, что для всего мира хватит пяти компьютеров. В 70-х «массовым» использованием компьютера считалось то, что он будет стоять на столах у 20-30% топ-менеджеров. А не то, что без компьютера сейчас не может обходиться даже кассир в магазине.

POWER изначально проектировался для мощных десктопов, которые IBM позиционировала для менеджеров среднего и высшего звена, и они не относились к разряду «недорогих», но в те времена недорогих компьютеров в сегодняшнем понимании и не было.

IBM PC на базе процессоров Intel 8088, хотя и стоили «относительно» недорого (3000-4000 долларов), к разряду «недорогих» также не относились. Но они были не такие уж и мощные. Работа на них в то время была не была доступной для рядового пользователя. Интерфейс был достаточно сложным (никакого Windows не было и в помине), запуск даже операционной системы представлял собой сложную последовательность действий. А считывание данных с гибких дискет, которые постоянно сбоили – это была настоящая беда. Даже внутренние жёсткие диски появились уже позже – ближе к 90-м.

Компания IBM задалась целью создать мощный компьютер для руководителей, время которых дорого. Поэтому они стали разрабатывать POWER. На «массового пользователя» он не был рассчитан.

Во времена начала разработки POWER, понятия «сервер» в его сегодняшнем виде (стойки, юниты и пр.), ещё не существовало. Когда появились первые сети, то сервером обычно был просто мощный компьютер.

По ряду причин, процессоры POWER проиграли битву x86 на массовом рынке, и основным их предназначением стали серверы. Сервер – это тоже компьютер, только мощный. Сейчас он и конструктивно сильно отличается от десктопа или тауэра, чего 30-40 лет назад не было.

Именно в этом и заключается путаница с терминами «недорогой массовый компьютер» и «сервер».

Компания Apple, которая во всём обычно стоит особняком, использовала вариант оригинальной архитектуры POWER в своих персональных компьютерах 90-х годов, но в середине 2000-х прекратила их выпуск.

Поэтому, хотя архитектуры IBM POWER и x86 имеют долгие параллельные истории развития, они предназначались для разных сегментов компьютерного рынка. Разные цели проектирования POWER и x86, заложенные в начале их истории, определили сценарии применения.

Чипы POWER хорошо подходят для корпоративных задач, где требуется высокая производительность, например, обработка больших баз данных и шифрование большого числа медиапотоков. Не зря, например, Google строит свои облачные дата-центры именно на POWER.

Процессоры x86 тоже могут выполнять, и выполняют такие задачи, и они также могут использоваться для такой нагрузки, как аналитика больших данных (Big Data) на стандартных, коммерчески доступных серверах (которые, по большей части основаны как раз на чипах x86). Однако, оборудование серверов x86 обычно не столь эффективно в подобных задачах, поскольку серверы x86 проектировались для компьютеров общего применения.

В условиях всеобщей «цифровой трансформации» особое значение приобретает поддержка виртуализации. Например, отрасль телекома активно переезжает на платформы виртуальных сетевых функций (NFV). Такой крупный оператор, как AT&T уже виртуализовал более 60% своих сетевых функций. Иначе говоря, оператор просто заменил «железное» сетевое оборудование его программными аналогами. Многие другие «телекомы» также следуют в этом направлении. Уже начинает вырисовываться рынок виртуализации и в корпоративном сегменте.

Как POWER, так и x86, поддерживают виртуализацию. Однако, платформа POWER проектировалась с прицелом на виртуализацию с самого начала, и имеет встроенный супервизор, который «съедает» не более 2% процессорной мощности, по сравнению с запуском приложений непосредственно на физическом сервере, а не на виртуальной машине. В результате, POWER показывает очень хорошие результаты в виртуализированных средах.

Производители процессоров X86 добавили поддержку виртуализации в архитектуру x86, но позже, и сама платформа изначально на виртуализацию не была рассчитана. Поэтому, если необходимо виртуализировать рабочую нагрузку в x86, необходимо использовать сторонний гипервизор, например, VMware, или KVM. И хотя решения виртуализации для серверов на базе x86 уже хорошо проработаны, тем не менее им сложно достичь такой же производительности в виртуализированный среде, какую легко обеспечивает платформа POWER, причем без сторонних гипервизоров.

Немаловажную роль также играют возможности масштабирования вычислительной мощности. Как POWER, так и x86 обеспечивают достаточно хорошие возможности масштабирования, однако, однако, делают это по-разному.

При использовании платформы x86, при необходимости увеличения рабочей нагрузки, обычно просто увеличивают количество серверов, поскольку они относительно недорогие, и такой подход экономически вполне оправдан.

В системах на базе POWER, основой масштабирования является непосредственно вычислительная мощность процессора. Хотя и здесь легко можно устанавливать дополнительные серверы, однако, здесь можно наращивать мощность исходной системы, используя вычислительную мощность, заложенную в процессор при проектировании. Поэтому масштабирование получается более «плавным», без необходимости установки дополнительного оборудования, в достаточно широких пределах.

При выборе платформы, также немаловажную роль играет квалификация наличного ИТ-персонала. Например, Linux можно запускать как на x86, так и на POWER. Сертифицированных инженеров, обученных работе на x86, гораздо больше, в то время как специалисты по POWER – гораздо более «штучный» товар. Однако, у POWER гораздо более простой графический интерфейс пользователя, поэтому работать с ним легче, и специалисты x86 также могут без особых усилий его освоить.

В плане надёжности платформы, IBM POWER имеет некоторые преимущества. Например, платформа IBM System Z, как видно из диаграммы, намного опережает x86 по параметру минимального времени недоступности – для неё недоступность системы менее 40 минут имеет место в 98% случаев, и лишь 2% — от 40 минут до 4-х часов. Платформы х86 имеют время недоступности более 40 минут более чем в 10% случаев.

2.PNG

Рис. 1. Сравнение времени недоступности системы для различных процессорных платформ (источник: ITIC 2014-2015).

Кроме того, при выборе платформы, необходимо принимать во внимание объём парка установленного оборудования. Исторически, сложилось так, что, хотя POWER имеет довольно много преимуществ, платформа x86 гораздо более распространена. И часто именно это соображение оказывается решающим.

Что касается экономических факторов, также нельзя сделать однозначного выбора в пользу той или иной платформы. Каждый «use case» нужно «обсчитывать» отдельно. Однако, следует отметить, что при расчёте совокупной стоимости владения на несколько лет вперёд, чаще всего более выгодной оказывается платформа x86, хотя и с небольшим отрывом.

Например, расчёт совокупной стоимости владения (ТСО) при модернизации автоматизированной банковской системы (АБС), использующей оборудование Oracle на базе процессоров SPARC (разновидность RISC) выглядит следующим образом:

Рис. 2. Сравнение TCO платформ x86 и RISC (источник: ATOS).1

Как видим, с финансовой точки зрения, вариант с х86 выглядит более привлекательным.

В заключение, можно сказать, что как х86, так и POWER, являются хорошо проработанными, и активно используемыми архитектурами вычислительных систем. POWER отличается высокой эффективностью при виртуализации и возможностями плавного масштабирования, способностью хорошо справляться с высокими рабочими нагрузками, а также высокой надёжностью процессорной платформы, не требуя такой массивной инфраструктуры, как х86.

С другой стороны, неоспоримым преимуществом x86 является распространённость, дешевизна, применимость для большинства обычных вычислительных задач для предприятий различного масштаба, как крупных, средних, так и малых. Решающим фактором является экономическая эффективность платформы х86, а также наличие многочисленного хорошо обученного инженерного персонала.

***

— Меня зовут DHX005972, сегодня я буду вашим сервером!

(Игра слов: по английски «официант» — это server). 

3.PNG

 Источник:

Поделиться:

Оставить свой комментарий:

Для комментирования необходимо авторизоваться!

Комментарии по материалу

Данный материал еще не комментировался.