(Dit artikel verscheen eerder in het Septembernummer van Windows en Netwerken)

Groot Beter Best: De UNISYS ES7000

Wie de geschiedenis van het Windows en Intel platform een beetje heeft gevolgd weet dat beiden ooit begonnen zijn aan de onderkant van de markt, namelijk de desktop computer. De markt van zware rekenmonsters is altijd voorbehouden geweest aan (meestal) RISC architecturen meestal met een versie van UNIX als operating system en de grote mainframes zoals IBM OS/390 en Unisys A-series
Dit is natuurlijk een situatie die zowel Intel als Microsoft niet wilde en al jaren wordt eraan gewerkt om ook in deze markten binnen te dringen. Dit is begonnen met eerst kleinere (file) servers tot eenvoudige mail en database servers. Maar gaandeweg zijn Microsoft en Intel gegroeid tot het ontwikkelen van achtvoudige SMP machines, daarmee veel RISC fabrikanten in de verdediging dringend. De High-end markt is echter nooit opengebroken omdat deze markt eisen stelt in de vorm van stabiliteit, performance en scalability die zowel het Intel hardware platform als het Microsoft software platform niet konden leveren. In deze High-end markt spelen namelijk aspecten mee als absolute betrouwbaarheid en hoge performance. De huidige achtvoudige SMP machines bevinden zich echter aan het eind van de schaalbaarheid en kunnen deze concurrentie niet aan Bovendien had Microsoft geen besturingssysteem versie die op zulke grote machines kon draaien. Windows NT heeft namelijk altijd een schaalprobleem gehad als het aantal processoren te groot werd.
Sinds kort is daar echter verandering in gekomen. Een eerste stap was de introductie van Windows 2000 datacenter van Microsoft. Dit wordt door Microsoft gepositioneerd als de High-end versie van hun besturingsysteem wat op hardware met 32 processoren  kan draaien. Echter, deze hardware was er helemaal niet voor het Intel platform totdat het bedrijf Unisys, bekend van hun mainframe implementaties zoals de A-series, in het strijdperk trad met hun ES7000. De ES7000 maakt de Microsoft droom om zich te kunnen meten met de grote jongens waar. De ES7000 is verreweg de grootste SMP machine die er voor het Intel platform bestaat met onder meer 32 processoren en maximaal 64 GB aan intern geheugen.

Het ontwerp van de ES7000 is gericht op het leveren van een zo hoog mogelijke performance maar tegelijkertijd met een zo hoog mogelijke betrouwbaarheid. De ES7000 schaalt vrijwel lineair naar zijn 32 processoren . Dit is mogelijk geweest door het introduceren van technologie uit de mainframe wereld, door Unisys Cellular Multiprocessing (CMP) genoemd. Het hart van een ES7000 bestaat uit een zogenaamde cross-bar die verschillende modulaire onderdelen van het systeem met elkaar verbindt. We onderscheiden onder meer een processor module, een geheugen module en een communicatie module.

Figuur 1: Een basisconfiguratie in een ES7000 te zien zijn de CPU en geheugen modulen alsmede het communicatie (DIB) gedeelte waar ook de PCI bussen op zijn aangesloten

De crossbar is het geheim achter de performance. Door de busarchitectuur van vier- en achtvoudige SMP machines beperkt de bus de performance van deze machines. Middels de crossbar zijn er echter point to point verbindingen mogelijk tussen de diverse punten met zeer hoge performance waardoor er nauwelijks vertragingen optreden. Naast deze belangrijke innovatie zijn er ook op andere vlakken verbeteringen doorgevoerd zoals een third-level cache die het management van de processor cache verlicht en een I/O subsysteem wat maximaal 96 PCI kaarten ondersteund (!).

Elke module is hotswappable uitgerust, waardoor het systeem niet down gebracht hoeft te worden voor onderhoud. De modules worden in de gaten gehouden door een controle unit die continu het systeem bewaakt. Vrijwel alles is dubbel uitgevoerd, zoals voedingen voor de stroomvoorziening, ventilatoren die voor de koeling moeten zorgdragen, maar zelfs de controle unit die een partner heeft die het in geval van nood kan overnemen. Interessant detail: De controle unit draait een versie van Windows NT workstation.
Het hele systeem heeft slechts één achilleshiel en deze wordt gevormd door het klokkristal wat de synchronisatiepuls afgeeft. Helaas kan er hier altijd maar één van actief zijn zodat het stilvallen van de klok het systeem doet crashen. Gelukkig is dit slechts voor korte duur: een reboot volgt en het reserve kristal kan alsnog de functie overnemen.

Toepassingen

Hoewel de hardware natuurlijk indrukwekkend, is beginnen we zonder software natuurlijk niets. De ES7000 is geschikt om Windows NT, Windows 2000 Datacenter en SCO UNIX te draaien. En nu komt het mooie: dat kan hij eventueel allemaal tegelijk! De ES7000 ondersteunt namelijk hardware partitioning waarbij de machine in maximaal 8 hardware partities kan worden opgedeeld. Het wordt hierdoor dus heel goed mogelijk om bijvoorbeeld een Windows 2000 cluster in een kast te draaien, maar ook om communicatie tussen twee servers via de geheugenmodules te verrichten. Dit heeft natuurlijk enorme performance voordelen. De partitioning kan een elegante manier zijn om een gemixte omgeving op een hardware platform en zelfs in een machine te consolideren, maar ook om applicaties die niet goed op één machine tegelijk draaien te splitsen over twee partities.
Deze vorm van partitioning is natuurlijk leuk maar over enige tijd wordt het allemaal nog spannender. De belasting van een server is nooit gelijk en het komt vaak voor dat van een aantal applicatieservers er één het druk heeft en andere weinig te doen hebben. Een praktijkvoorbeeld kan zijn een database server die 's nachts de batchverwerking doet en een mailserver die overdag veel e-mailclients behandelt. In de huidige versie van de ES7000 is het mogelijk met tools om de processor affiniteit te beïnvloeden.

We kunnen de applicaties daardoor een aantal processoren toewijzen en middels scripts deze toewijzingen beïnvloeden. Als de database het 's nachts druk krijgt kunnen we van het mailserver proces processoren 'afpakken' en deze aan het database proces toewijzen. Een interessante optie maar nog niet echt optimaal. Binennkort wordt het echter veel beter, we kunnen dan met Windows 2000 datacenter dynamische hardware partitioning toepassen. Stel dat we zowel voor de database als de mailserver elk 16 processoren hebben toegewezen aan elke partitie. Het wordt dan mogelijk dat tegen de ochtend als iedereen zijn email leest de mailserver een aantal processoren van de database server 'leent'. Als de ochtenddrukte voorbij is en iedereen aan het werk gaat kan de mailserver vervolgens deze processoren weer teruggeven om later als dat nodig is mogelijk extra processoren over te dragen aan de databaseserver als deze het drukker krijgt.
Een andere toepassing kan een test/productieserver combinatie zijn. Het probleem van testservers is vaak dat deze niet precies even krachtig zijn als de productiemachine en er dus geen 'real-life' belasting op kan worden toegepast. Wanneer omgeving in een ES7000 is geplaatst kunnen we echter tijdens een testperiode, bijvoorbeeld in het weekend een groot deel van de capaciteit van de productiemachine overhevelen naar de testmachine en zware tests draaien die anders niet mogelijk waren. Door de weeks wordt de testmachine vervolgens weer gereduceerd tot een minimaal systeem.

Windows 2000 Datacenter

Door de introductie van de ES7000 heeft Windows 2000 datacenter de machine gevonden waarop deze thuishoort. Deze machine is enorm krachtig en kan de populariteit van het Wintel platform nu ook introduceren in markten die voorheen aan dure UNIX implementaties waren voorbehouden. Ter vergelijking: Een Sun E10000 is ongeveer even krachtig als een ES7000 maar is 3x zo duur. Bedrijven die nu een investering hebben in UNIX omgevingen zullen niet zo snel overgaan op Windows, maar kunnen al een flinke besparing behalen door te kiezen voor SCO UNIX en zo de hardware kosten aanzienlijk drukken. Zelfs een migratie naar Windows 2000 kan dan in zicht komen omdat de bestaande hardware eenvoudig kan worden gebruikt door de partitionerings mogelijkheden. Aan het begin van de migratie neemt dan UNIX bijna de hele machine in beslag, aan het eind is het de beurt aan Windows 2000. Een belangrijk kostenaspect van een migratie, de hardware, wordt hierdoor weggenomen. Voor Windows georiënteerde omgevingen die nu tegen een plafond zitten met hun huidige achtvoudige systemen gaat er een wereld open van nieuwe mogelijkheden waarbij ze met behoud van de huidige investeringen hun systemen enorm kunnen opschalen.
Door de enorme rekenkracht en flexibele mogelijkheden die de ES7000 biedt zijn er veel toepassingen waarvoor deze kan worden ingezet. De nadruk ligt dan natuurlijk op processor en I/O intensieve (database) applicaties, door de enorme schaal wordt het zelfs mogelijk diverse servers te integreren in één machine en daardoor de gemaakte investering ten volle te benutten.

W. Verveen is verbonden aan Highway Back-office Consulting een werkmaatschappij van de Ormer groep die gespecialiseerde ondersteuning biedt voor Windows NT en back-office applicaties, daarnaast beheert hij Win2K Wereld

E-mail: w.verveen@ormer.nl
Web: http://www.boc.highway.nl en http://www.win2kwereld.nl

privacy policy