Hlavní navigace

Zní vám spojení IBM Power a Linux exoticky?

Pohled na několik oblastí nasazení Linuxu na architektuře IBM Power – SAP HANA, umělá inteligence, HPC, …

Doba čtení: 5 minut

Již delší dobu se setkáváme s informacemi o využití IBM Power procesorů v linuxovém světem. Mimochodem víte, že kombinaci POWER9/NVIDIA/Linux patří první dvě místa v nejnovějším žebříčku nejvýkonnějších superpočítačů světa TOP500? V obou případech se jedná o IBM POWER9 servery AC922 s GPU akcelerátory NVIDIA Tesla V100 a RedHat Linux. Pokusme se nyní podívat blíže na tuto, pro někoho možná stále lehce exotickou, kombinaci (už nejen IBM) Power procesorů a linuxového světa. A to především s ohledem použitelnosti v našem regionu.

Jak jsme již naznačili, POWER technologie není IBM proprietární technologií. IBM ji před pěti lety otevřela a v rámci OpenPOWER Foundation poskytla i jiným výrobcům. Nicméně IBM i nadále vyvíjí nové verze POWER procesorů a jejich výrobu obstarávají jiné subjekty (např. GlobalFoundries).  V budoucnu je ale možné očekávat příchod i jiných variant POWER chipů. Ostatně u serverů již dnes narazíte vedle IBM na řadu výrobců, kteří servery s POWER procesory vyrábí – např. SuperMicro, Tyan nebo Wistron.

SAP HANA

Náš krátký pohled na kombinaci POWER architektury a Linuxu začněme v Enterprise světě. Zde se setkáváme obvykle s komerčně podporovanými distribucemi RedHatu nebo SLESu, případně Ubuntu. Zajímavým příkladem je SAP HANA databáze, na kterou jsou postupně migrovány SAP systémy. Je známo, že SAPA HANA je podporována pouze na dvou operačních systémech Red Hat Enterprise Linux (RHEL) a SUSE Linux Enterprise Server (SLES).

Společnost SAP definuje poměrně přesná pravidla (a omezení) pro hardware nebo virtualizaci pro nasazení SAP HANA. Je zajímavé, že v této oblasti se POWER technologie poměrně dost prosazuje. Ale nečekejte zde široké portfolio POWER serveru různých výrobců. Podporovány jsou především IBM POWER servery s virtualizací PowerVM. A pravděpodobně flexibilita PowerVM virtualizace a její široká podpora pro SAP HANA databázi (žádná alternativní virtualizace na x86 nemá podporu v takovém rozsahu) v kombinaci s očekávanou spolehlivostí IBM POWER serverů budou hlavními důvody, proč je POWER/Linux v této oblasti široce přijímán.

Mezi další výhody patří výkonnost systému. SAP HANA je v podstatě in-memory databáze a zde IBM POWER platforma těží z návrhu své architektury, kdy jsou hardwarové parametry v oblasti paměťové propustnosti dvakrát větší než u nejnovější generace serverových Intel procesorů (Skylake). V České republice je již několik instalací SAP HANA na IBM Power platformě.

Učení strojů a umělá inteligence

Jednu z prvních praktických ukázek učení strojů a umělé inteligence představuje IBM Watson – systém, který je schopen odpovídat na otázky položené běžnou řečí. V roce 2011 porazil ve hře Jeopardy, americké verzi soutěže Riskuj!, dva šampióny této soutěži. Od té doby se stal Watson hlavní značkou IBM pro kognitivní systémy a široké portfolio technologií přístupných v IBM cloudu. Pro zákazníky, kteří dávají přednost provozování těchto technologií ve svém datovém centru, nabízí IBM řešení POWER serverů a Linuxu.

Na těchto systémech jsou podporovány nejpoužívanější ML frameworky – TensorFlow, Caffe, PyTorch, Keras nebo Chainer, včetně integrace do Docker prostředí s Kubernates orchestrací nebo vývojové prostředí pro datové vědce IBM PowerAI Vision. Na představení těchto technologií připravujeme samostatný článek.

Výpočetní systémy (HPC)

Superpočítače a výpočetní systémy byly v uplynulé dekádě doménou výpočetních clusterů, postavených na komoditních x86 serverech a Linuxu. Většina HPC aplikací, komerčních i vědeckých, je vyvinuta pro x86 platformu. V posledních letech však dochází v této oblasti k posunu. U x86 procesorů můžeme sledovat postupné vyčerpávání jejich výpočetního potenciálu (Moorův zákon u nich již několik let neplatí) a je velmi pravděpodobné, že nebudou nasazeny ani jako hlavní výpočetní síla v prvních exascale systémech.

Na trhu se tak objevuje celá řada nových technologií – NVIDIA Tesla nebo Google akcelerátory, FPGA karty, vektorové koprocesory, ARM procesory nebo právě IBM POWER9 procesory. Navíc x86 procesory zaspaly i v datové propustnosti – rozhraní PCIe generace 3 již nezvládne obsloužit nastupující 200 Gb adaptéry a Intel není zatím ani příliš otevřený k rozhraním budoucnosti – GenZ, OpenCAPI nebo CCIX, které jsou naopak široce podporované společností IBM. Upřímně, i u zmiňovaných nejvýkonnějších IBM superpočítačů světa je vysoký výpočetní výkon dosažen především díky NVIDIA Tesla akcelerátorům.

IBM POWER platforma jim však dává k dispozici potřebné vysokorychlostní propojení s procesorem (NVLink), rychlý přístup do hlavní paměti (RAM) serveru pro práci s velkými datovými modely, případně rychlý přístup ke specializovaným adaptérům (CAPI rozhraní). Ve světě superpočítačů vidíme nástup nových hardwarových technologií, operační Linux však zůstává.

Linuxové servery

Linux je nejčastěji nasazovaným operačním systémem ve světě infrastrukturních serverů, webových a aplikačních serverů, souborových (file) serverů nebo v prostředí cloudu a téměř výhradně na x86 platformě. Na tom se pravděpodobně v nejbližší době nic nezmění.

I když? POWER platforma již několik let podporuje Little endian Linux a tím se výrazně přibližuje x86 světu. V Čechách bylo realizováno nasazení POWER serverů s Linuxem v roli souborových a zálohovacích serverů pro jednu ze silových složek státní správy. Tato kombinace technologií eliminuje většinu bezpečnostních problémů známých z x86 světa nebo může být odpovědí na doporučení nenasazovat levné IT technologie některých asijských výrobců pro klíčové aplikace.

IBM nabízí na POWER/Linux platformě také řešení privátního cloudu IBM Cloud Private. Bude zajímavé sledovat budoucnost této platformy po ohlášení plánované akvizice Red Hatu právě společností IBM.

Modely POWER serverů určených pro Linux jsou postaveny na komoditních komponentách, které známe z x86 světa – paměti, disky, rozšiřující karty a svou cenou se blíží x86 serverům. Navíc již dnes nabízí technologie, o kterých si x86 svět může nechat jen zdát – frekvence 4GHz pro 8 současně běžících vláken (na procesorové jádro), rychlé rozhraní PCIe Gen4, CAPI pro superrychlé karty, NVLink pro připojení NVIDIA akcelerátorů přímo k procesoru, atd.

Závěrem

V tomto článku zmiňujeme některé příklady, ve kterých může být architektura POWER v kombinaci s Linuxem vhodnou alternativou k jiným procesorům.  Věříme, že konkurence a alternativy v této oblasti jen posílí a urychlí nástup nových zajímavých technologií.

Pokud by měl čtenář chuť si IBM servery s POWER procesory otestovat, je možné kontaktovat českého IBM obchodního partnera společnost M Computers – obchod@mcomputers.cz, 737 264 480.

Autoři: Petr Plodík, Jiří Ševčík

Společnost M Computers se specializuje na dodávky superpočítačů a komplexních IT projektů (diskových polí, zálohování nebo vysokorychlostních sítí). M Computers je autorizovaným obchodním partnerem společnosti IBM, zároveň zastupuje společnost NVIDIA v České a Slovenské republice.