Mit Power8 stellt IBM den Open-Source-Prozessor und eigene neue Server vor Open-Server-Innovationsmodelle analysieren Daten im Rekordtempo

Redakteur: Ulrike Ostler

Mit Scale-Out-Modellen von unter 7.000 bis 150.00 Euro will IBM mit seiner jüngsten Power-basierten Server-Generation der x86-Konkurrenz endlich die Stirn bieten können. Prozessor- und Rechner-Design sind auf Cloud-Computing und Big Data ausgerichtet, die Plattform „Open Power“ offen.

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IBM stellt Power-8-basierte Systeme vor; im Bild: "S812L" (oben) und "S824"
IBM stellt Power-8-basierte Systeme vor; im Bild: "S812L" (oben) und "S824"
(Bild: IBM)

„Mit Power8, erläutert Ingolf Wittmann, Technical Director bei IBM in Deutschland, „haben wir das Prozessor-Design offen gelegt. IBM baut die Recheneinheit nur noch.“ Ist das also ein entscheidender Schritt zur Open-Source-Hardware? Wittman sagt: „Einen ersten White-Label-Server gibt es schon – von Tyan“.

Er gibt weiter zu bedenken, Samsung sei Mitglied in der Open Power Foundation und China sei bis vor kurzem, vor dem NSA-Skandal, ein großer Markt für Power-Systeme gewesen und überrasche immer wieder mit eigenen Produkten. Zudem hoffe man bei IBM auf die großen Provider wie Google, die ohnehin eigene Rechner bauten. Google habe erst einen großen Benchmark-Test zu Power-Prozessoren abgeschlossen. Außerdem sei Power8 auch für Partner wie Bull eine gute Wahl.

OpenPower - offene Innovationen

Zur Erklärung: In einem Schritt, der in Kontrast zu den proprietären Geschäftsmodellen anderer Chip-und Server-Hersteller steht, gab IBM durch die OpenPower-Foundation detaillierte technische Spezifikationen für seine Power8 Prozessoren bekannt. Somit sind Entwicklungsunternehmen und Mitbewerber eingeladen, Innovationen auf der Prozessor- wie auch Server-Ebene einzubringen.

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Vorgestellt wurden die OpenPower-Fortschritte jetzt auf dem „Open Innovation Summit“ durch die OpenPower Foundation. Dieses ist eine offene Entwickler-Community, die sich für technologische Innovation in Rechenzentren auf Basis offener Hardware-Konzepte einsetzt.

Als Organisation im Dezember 2013 gegründet, von Google, IBM, Mellanox Technologies, Nvidia und Tyan, stellt die Foundation Power-Hardware und -Software für offene Entwicklung zur Verfügung und macht Power-bezogenes geistiges Eigentum (IP) für andere Hersteller lizenzseitig verfügbar. Das Bestreben von OpenPower: Die Organisation, die mittlerweile auf mehr als zwei Dutzend Mitglieder angewachsen ist, darunter globale Hardware- und Software-Vordenker, erweitert damit sein Ökosystem und gibt der Anbietern und Nutzern von Informationstechnologie einen echten Mehrwert durch offene Innovation.

Power für viele

Gordon MacKean, Chairman der Stiftung, erläutert das so: „Die OpenPower-Foundation wächst als offene Entwickler-Community schnell und weitet bereits das Potential der Powewr-Architektur aus.“ Zu den jüngsten Mitgleidern zählen Micron, Hitachi, Emulex, Fusion-IO, SK Hynix, Xilinx, das Jülich Supercomputer Center, die Oregon State University und einige andere, seit Openpower gebildet wurde.

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Auf dem Treffen zeigte die OpenPower-Foundation erste White-Box-Server-Details einschließlich eines Entwicklungs-und Referenz-Designs von Tyan; außerdem Firmware-Entwicklungen von IBM, Google und Canonical. Der zugehörige Software-Stack in diesem White-Box-Design ist vorgesehen für die einfachere Implementierung in Hybrid-Installationen.

Google diskutierte sein erstes White-Box-Power-System-Design, um die Fähigkeiten der Architektur zu erkunden. IBM wies darauf hin, dass OpenPower-basierte Systeme in Softlayer noch in diesem Jahr bereitgestellt werden.

Tom Rosamilia, Senior Vice President, IBM Systems and Technology Group, erläutert: „Es gibt nicht länger nur einen ‚One-size-fits-all‘-Ansatz zur ‚Scale-Out‘-Skalierung eines Rechenzentrums. Durch unsere Partnerschaft mit der OpenPower-Foundation wird der IBM Power8-Prozessor ein Katalysator für neue Anwendungen und gleichzeitig eine offene Innovationsplattform.“

OpenPower-Beispiele

Die Foundation stellte auch neue Wege vor, wie sich Power-basierte Technologien verwenden lassen, um geschäftskritische Big Data-, Cloud- und Anwendungsaufgaben moderner Rechenzentren zu bewältigen. Dazu gehören:

Mellanox RDMA Exploitation on Power: Mit RDMA (Remote Direct Memory Access) konnte eine zehnfache Durchsatz- und Latenzzeit-Verbesserung bei Key Value-Store-Anwendungen beschrieben werden. Eine Live-Demonstration wird auf der IBM Impact 2014 Global Conference in Las Vegas Nevada, vom 27. April bis zum 1. Mai durchgeführt. Diese Möglichkeiten lassen sich durch die zukünftige Nutzung von Power8- Fähigkeiten noch weiter ausbauen.

Nvidia GPU-Beschleuniger-Integration: Nvidia informierte über Details zur ersten Implementierung von GPU-Beschleunigung bei der Power-Technologie sowie über das erste GPU-Accelerator-Framework für Java. Eine erste achtfache Performance-Verbesserung bei Hadoop-Analytics-Anwendungen wurde erreicht.

Xilinx und Altera FPGA-Beschleuniger mit CAPI-Erweiterung: IBM beschrieb zwei CAPI-(Coherent Accelerator Processor Interface-) Beschleunigerlösungen, einen memcached Key Value Store, der eine fünfunddreißigfache Verbesserung der Leistung in Bezug auf den Stromverbrauch in Kombination mit einer Latenzzeit-Verbesserung im Faktor zehn zeigte. Monte Carlo Finanzinstrument-Modelle konnten mit einer zweihundertfachen Beschleunigung unter Einsatz von Altera-FPGAs mit einer CAPI-Erweiterung beschrieben werden. .

Micron, Samsung Electronics und SK Hynix-Memory: Jedes dieser innovativen Unternehmen im Gebiet der Hauptspeicher unterstützt die OpenPower-Foundation durch die Bereitstellung von Hauptspeicher-und Speicherkomponenten für ein offenes Ökosystem.

Neue IBM-Server mit Power8

Auch die neuen IBM-eigenen Rechner, von denen der Hersteller nun die Scale-out-Modelle vorstellte, gekennzeichnet durch ein „S“, basieren auf der offenen Server-Plattform OpenPower. Ab dem 10. Juni 2014 sollen sie allgemein verfügbar sein.

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Diese Modelle adressieren insbesondere Big-Data-Herausforderungen; denn die Systeme analysieren Daten in Rekordgeschwindigkeit. Die Rechner sind das Ergebnis von Investitionen in Höhe von rund 2,4 Milliarden Dollar, mehr als drei Jahren Entwicklung und basieren auf Hunderten von IBM Patenten.

Der IBM Power8-Prozessor ist der zentrale Chip, der etwa 2,5 Quadratzentimeter, genau 1 Square Inch, groß ist. Er enthält mehr als vier Milliarden mikroskopisch kleiner Transistoren oder Schalter und darüber hinaus mehr als 16 Kilometer an Highspeed-Kupfer-Verkabelung. Er soll dabei helfen, neue Workloads zu realisieren und die rasant ansteigende Menge an Daten zu bewältigen. Wittman führt aus: „80 Prozent der Daten sind in der vergangenen zwei Jahren entstanden“.

Unglaubliche Performance-Steigerungen

Die IBM Power Systeme wurden für diese Ära von Big Data entwickelt und helfen Unternehmen, neue Workloads zu realisieren und die rasant ansteigende Menge an Daten zu bewältigen. Denn nicht jeder Performance-Vorteil, den die neuen Systeme unter Beseis stellen, ist allen der Hardware geschuldet (siehe: Abbildung 8 und 9).

Allerdings erlaubt der Prozessor die Paralellelisierung von Big-Data-Analysen und hilft bei einer enormen Verbreiterung der Bandbreite. Das mündet in einer einem 20 bis 30-prozentigen höheren Durchsatz bei einfachen Echtzeit-Reports; der Durchsatz bei komplexen Berichten steigt um ein 100-Faches.

Aus dem deutschen IBM-Labor

Klaus-Dieter Schubert, Distinguished Engineer im deutschen IBM Entwicklungslabor, Böblingen, das mit seiner Dependance in Mainz etwa 10 bis 15 Prozent des Power8-Entwicklungsteams stellt, führt aus: Die Dezimalverarbeitung leiste die Rechen-Unit um 11 Prozent schneller, für Fletcher64 Check-Summen Algorithmen benötigt die CPU 36 Prozent weniger Zeit und die Aggregation für „DB2 Blu“ ist pro 100.000 16K-Seiten gleich zweimal schneller (siehe: Abbildung 8 und 9).

Damit sind die IBM Power Systeme nach Ergebnissen von Branchen-Benchmarks in der Lage, die Analyse von Daten bis zu 50-mal schneller als die aktuellen x86-basierten Systeme durchzuführen. Einige Unternehmen konnten ihre Datenanalysen über 1000-mal (!) schneller ablaufen lassen, wodurch sich die Laufzeiten von mehreren Stunden auf nur wenige Sekunden verkürzen ließen.

Der Server S812L - Scale-out - Power8 - 1 HE - 2 Sockets - Linux only
Der Server S812L - Scale-out - Power8 - 1 HE - 2 Sockets - Linux only
(Bild: IBM)

Die S-Klasse

Erhältlich ab 10. Juni, umfassen die fünf neuen S-Class POWER8-Power-Server zwei Systeme, auf denen ausschließlich Linux läuft, gekennzeichnet mit einem „L“: „Power Systems-S812L“ und „S822L“-Server. Die Power Systems S814-, S822- und S824-Server geben Nutzern die Flexibilität zur Nutzung der Linux-, AIX- und IBM i-Betriebssysteme (siehe: Abbildung 1 und 2)

AIX-Systeme funktionieren schon jeher mit sehr hoher Auslastung, dank ausgeklügelter Stromversorgung und Kühlung. Für die S-Class-Server garantiert IBM nun eine Workload-Performance bei 65 Prozent auf seiner gesamten Palette, also auch für die Linux-Systeme, was den Branchendurchschnitt übertrifft.

Der IBM Server S824: Sclae-out - Power8 - 2 HE - 4 Sockets
Der IBM Server S824: Sclae-out - Power8 - 2 HE - 4 Sockets
(Bild: IBM)
Laut Technical Director Wittmann bedeutet das „ein Traum für jeden Rechenzentrumsbetreiber: „Mit dem doppelten Datendurchsatz im Vergleich zu den aktuellen x86-basierten Commodity-Systemen können IBM S-Class-Server dabei helfen, den Flächenbedarf von Rechenzentren annähernd zu halbieren.“

Linux-Entwicklung: Zusammenarbeit mit Canonical und PowerKVM

IBM investierte im vergangenen Jahrrund eine Milliarde Dollar in Linux und andere Open-Source-Technologien für IBM Power Systems-Server. Insgesamt ist IBM an rund 150 Open-Source-Projekten beteiligt und in 80 davon federführend.

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Die Investitionen richten sich dabei auf neue Produkte. Ein wachsendes Netzwerk von Power Systems Linux-Zentren rund um die Welt sowie die Power Development Platform, eine kostenfreie Entwicklungs-Cloud für Developer für das Testen und die Portierung x86-basierter Lösungen für die Power-Plattform.

Auf Basis dieses Engagements stellt IBM zwei Linux-Entwicklungen vor, die die schnelle cloud-bezogene Innovation auf Power8 unterstützen:

  • die Verfügbarkeit von „Canonical Ubuntu Server“, auf allen Power8 Systemen und
  • die Einführung von „PowerKVM“, einer Power-Systems-kompatiblen Version des beliebten Linux-basierten Virtualisierungswerkzeugs KVM, auf allen Power8-Systemen, die Linux exklusiv nützen.

Die Zusammenarbeit von IBM mit Canonical und seinen 20 Millionen Ubuntu-Nutzern weltweit, bietet Experten eine Reihe von Entwicklungswerkzeugen, um Big Data- und Mobile-Software-Anwendungen zu realisieren. Sie kann auch dazu beitragen, die Leistung bestehender Cloud-Anwendungen signifikant zu beschleunigen. IBM bietet die neueste Version von Ubuntu Server, Ubuntu Openstack und Canonical Juju Cloud-Orchestrierungstools auf den neuen Power Systemen und auch künftigen Power8-basierten Systemen an.

Die neuen Angebote ergänzen die bestehende Unterstützung von IBM für die Red Hat und Suse Linux Betriebssystem-Distributionen auf der kompletten Familie von IBM Power Systemen.

Neue Software für dicke Daten

Schlussendlich kündigt IBM neben der neuen Hardware und OpenPower-Entwicklungen auch drei neue Big-Data- und Analytics-Produkte an. Basierend auf den IBM Power8-Systemen in Kombination mit dem Big-Data- und Analytics-Portfolio von IBM sollen sie Unternehmen helfen, Daten in Echtzeit produktiv zu nützen.

Im Einzelnen handelt es sich um „IBM Solution for BLU-Acceleration“, „IBM Solution for Analytics“ und „IBM Solution for Hadoop“. Die Produkte liefern schnelle Erkenntnisse aus strukturierten und polystrukturierten Daten. IBM Solution for Analytics bietet beispielsweise durch die Integration mit Cognos, SPSS und Blu-Beschleunigung schnellere Einblicke in die Analyse, Berechnung und kognitive Interpretation von Daten.

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