Регистры расширений MMX, SSE. 3 страница

Рис. 1.8. Классификация серверов по функциональному назначению

Крупные и мелкие предприятия и офисы обладают вычислительными сетями различной мощности. Кроме того, существуют разные требования к функциям, выполняемым компьютерной сетью, если одной организации достаточно иметь один файловый сервер, то для другой требуется полный спектр Internet-сервисов, таких так обеспечение получения и отправки электронной почты для всех сотрудников, хостинг (возможность размещения) Web-сайта или FTP файлового архива. Поэтому не существует «универсального» сервера, способного выполнять любые, совершенно различные задачи одинаково быстро и эффективно.

В серверах начального уровня используются до 8 ядер, среднего уровня – до 16 ядер, корпоративного уровня – до 128 ядер.

Приведенные классификации весьма условны, потому что в рамках любой серии серверов постоянно появляются модели большей мощности благодаря наращиванию ресурсов и модернизации конфигурации, причем различия внутри одной линейки компьютеров могут быть существенны.

Основными требованиями при проектировании серверов являются:

· большая мощность для обеспечения нормальной работы всех запускаемых приложений;

· масштабируемость, необходимая при увеличении компьютерной сети предприятия или круга задач, решаемых сервером;

· отказоустойчивость для обеспечения надежной работы всех выполняемых программ и сервисов;

· удобный доступ к его компонентам с возможностью оперативной или даже «горячей» (автоматической) замены, что очень важно в случае необходимости бесперебойной работы системы.

Сервер начального уровня может собрать хорошо разбирающийся в вычислительной технике человек, но наиболее надежные и сбалансированные системы выпускаются brand-name компаниями, специализирующимися на производстве серверов. Компоненты этих систем обычно хорошо подобраны друг с другом, что увеличивает эффективность их использования.

Для реализации серверов используются процессоры с архитектурами х86 (CISC), IA-64 (EPIC) и RISC (табл. 1.2). В качестве основной операционной системы (ОС) может выступать Windows-подобная или Unix-подобная ОС (Unix-серверы).

Самыми крупными производителями серверов на мировом рынке являются корпорации Hewlett-Packard (HP), IBM, Fujitsu, Sun Microsystems, Dell. C 1 апреля 2009 г. компания Fujitsu Siemens Computer (FSC) перешла в полную собственность японского концерна Fujitsu Group и была преобразована в Fujitsu Technology Solutions (FTS). Каждая из этих компаний производит одновременно выпуск около 10–20 различных моделей, рассчитанных на разные сегменты рынка. Модельный ряд каждой из компаний имеет свое название. В табл. 1.2 приведены примеры моделей серверов различных архитектур.

Таблица 1.2

Перечень моделей серверов различных архитектур

По объему продаж серверов всех классов по итогам первого квартала 2010 года первое место заняла корпорация HP (32,5 % рынка), второе – IBM (27,5 %), третье – Dell (16,3 %), четвертое – Sun (6,6 %), пятое – Fujitsu (6,5 %) и другие (10,6 %).

Для оценки производительности серверов используется тест TPC-C, разработанный фирмой Transaction Processing Perfomance Council (TPC), с помощью которого подсчитывается количество транзакций (взаимодействий между узлами компьютерной сети по принципу запрос-ответ) в минуту (tpm C) и удельная стоимость ($/tpm C) транзакций.

В конце 2009 г. корпорация Oracle объявила о новом мировой рекорде производительности в 7,7 млн транзакций в минуту при удельной стоимости транзакций 2,34 $/tpm C, который установила СУБД Oracle Data base11g на сервере Sun SPARC Enterprise T5440, управляемым операционной системой Sun Solaris.

По прогнозам аналитиков к 2012 году около четверти серверов будут использоваться в рамках «вычислительных облаков». Термин «облачные вычисления» (cloud computing – CC), ставший модным в последнее время, зародился еще в 1960 г., но обрел актуальность только с лавинообразным развитием Интернета – в частности, вместе с ростом скоростей и эволюцией браузеров. «Облачные вычисления» – технология обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователю как Интернет-сервис. Вся работа с данными происходит на удаленном сервере, а компьютер-клиент лишь интерактивно общается с «облачной фермой», получая от нее картинку. Рядовой пример простого СС – любая веб-почта. В сеть Интернет перебираются приложения, которые раньше представлялись в виде здоровенных программ, продававшихся на DVD: текстовые редакторы, электронные таблицы, графические пакеты, игры и т. д.

По мере того, как компании станут все шире использовать такие модели вычислений, как «облака», будет расти спрос на микросерверы –малогабаритные серверы с малым потреблением энергии и невысокой ценой. В качестве примера архитектуры микросервера можно привести анонсированный в августе 2009 г. компанией SGI продукт Cloud Rack X2.

Новый класс устройств – миниатюрные домашние серверы, становится обыденным явлением не только дома, но и в офисах малых и мобильных компаний. В настоящий момент на рынке можно найти около полудюжины производителей, предлагающих портативные и не очень дорогие домашние серверы для мобильных пользователей. Основное их отличие – возможность быстрого перемещения в след за «летучей» рабочей группой или домашним офисом. Поскольку все взаимодействия с ними обеспечиваются по беспроводной связи, то их применение экономит пользователям много времени и средств, которые бы они раньше потратили на прокладку линий связи. Домашний сервер берет на себя организацию передачи различных типов информации внутри небольшой локальной компьютерной сети. В качестве примера таких устройств можно привести несколько модификаций Acer Aspire easy Store, HP Media Smart Server LX 195, Lenovo Idea Center D 400 и др.

По конструктивному исполнению серверы могут быть башенными, стоечными и блейд-серверами («лезвиями»).

Блейд-серверы

Организация блейд-серверов основывается на концепции адаптивной инфраструктуры, которая предусматривает гибкость, экономичность и оперативность подстройки под быстро меняющиеся требования пользователей.

По определению аналитической компании IDC Blade-сервер – это модульная одноплатная компьютерная система, включающая процессор и память. Лезвия вставляются в специальное шасси (или полку) с объединительной панелью (back plane), обеспечивающей им подключение к сети и подачу электропитания. Это шасси с лезвиями по мнению IDC, является Blade-системой. Оно выполнено в конструктиве для установки в стандартную 19-дюймовую стойку и в зависимости от модели и производителя, занимает в ней 3U, 6U или 10 U (один U – unit, монтажная единица, равная 1,75 дюйма, 1 дюйм равен 2,54 см). За счет общего использования таких компонентов, как источники питания, сетевые карты, жесткие диски и блоки охлаждения, Blade-серверы обеспечивают более высокую плотность размещения вычислительной мощности в стойке по сравнению с обычными тонкими серверами высотой 1U и 2U. Блейды большинства изготовителей монтируются в шасси вертикально.

К преимуществам использования Blade-серверов можно отнести следующие:

· уменьшение занимаемого объема;

· уменьшение энергопотребления и выделяемого тепла;

· уменьшение стоимости и повышение надежности системы питания и охлаждения;

· повышение удобства управления системой;

· высокая масштабируемость;

· высокая гибкость;

· сокращение количества коммутационных проводов.

В настоящее время рынок Blade-серверов бурно развивается – выходят новые модели лезвий, обновляется как аппаратная, так и программная их часть (см. табл. 1.3).

Последние новинки Blade-серверов включают в себя «Storage- Blade» (блейд-системы хранения данных), «Tape-Blade» (блейд-устройства резервного копирования на магнитной ленте), «PCI- Blade» (лезвия для установки полноразмерных плат с интерфейсами PCI, PCI-x или PCI-e).

Специалисты HP прогнозируют: в скором будущем башенные серверы уйдут с рынка, останутся только стоечные серверы и Blade-серверы, причем последние будут распространены больше и по-тихоньку будут вытеснять стоечные серверы с рынка. По мнению аналитиков IDC, в 2010 г. доля блейдов от общего рынка серверов перейдет порог в 30 %.

Рабочие станции

Рабочая станция(Work station), по определению экспертов IDC (International Data Corporation), – это однопользовательская система с мощным одним или несколькими процессорами и многозадачной ОС, имеющая развитую графику с высоким разрешением, большую дисковую и оперативную память и встроенные сетевые средства.

Таблица 1.3

Перечень моделей блейд-серверов различных архитектур

Изначально рабочие станции (WS) ориентируются на профессиональных пользователей. Этот вид ЭВМ появился на компьютерном рынке почти одновременно с персональными компьютерами (ПК) и в целом опережает их по своим вычислительным возможностям. В отличие от ПК, ориентированных на самый широкий круг пользователей, рабочие станции предназначены для корпоративного сектора рынка. Ориентация на корпоративное использование и на профессионального пользователя позволяет во многих случаях применять более совершенные и дорогостоящие аппаратные средства.

Современная рабочая станция – это не просто большая вычислительная мощность. Это тщательно сбалансированные возможности всех подсистем машины, чтобы ни одна из них не стала «бутылочным горлышком», сводя на нет преимущества других. Кроме того, каждая WS, как правило, предназначена для решения определенного класса задач, поэтому в ней используется наиболее эффективное для этого класса аппаратное и программное оснащение.

Традиционными областями применений рабочих станций является работа с компьютерной графикой (трехмерная анимация, создание трехмерных моделей, визуализация различных процессов), автоматизированное проектирование, издательская деятельность. Также WS применяются для осуществления сложных расчетов в самых различных областях науки, при моделировании различных процессов. В этом качестве WS вытеснили с рынка дорогостоящие мини-ЭВМ, которые как класс компьютеров прекратили свое существование.

В настоящее время рынок рабочих станций существует параллельно с рынком ПК и в ближайшее время будет существовать достаточно независимо. Однако в архитектурном плане рабочие станции и ПК становятся все более схожими. На рынке рабочих станций основными являются следующие корпорации: HP, Dell, IBM, Sun. Примеры наиболее используемых WS в 2009 г. приведены в табл. 1.4.

На сегодняшний день большинство WS базируется на архитектуре х86 с двух и четырехъядерными процессорами Intel Core 2 Duo, Quad; Intel Xeon, AMD Opteron.

Полностью переосмыслив концепцию рабочих станций, компания НР предложила пользователям решения, которые отличаются беспрецедентной производительностью, функциональностью, удобством обслуживания и выполнены в новом стильном дизайне.

В конструкции рабочих станций HPZ800, Z600 и Z400 Workstations, построенных на базе новой микроархитектуры Intel Nehalem и процессоров Intel Xeon 5500, реализовано более 20 инноваций НР, в том числе используется блок питания с функцией самопроверки.

Таблица 1.4

Перечень серий рабочих станций различных архитектур и фирм производителей

Как утверждают представители HP, компьютеры линейки Z стали первыми рабочими станциями НР, которые целиком и полностью – начиная с блока питания и заканчивая материнской платой – могут обслуживаться в буквальном смысле голыми руками, без использования каких-либо инструментов.

Важным событием в развитии WS явилась совместная разработка HP и Intel архитектуры IA-64, реализующая концепцию EPIC. Линейка процессоров IA-64 Itanium, Itanium 2 нацелена на использование в рабочих станциях и серверах. Модель zx6000 содержит два двухъядерных Itanium 2 и поддерживает операционные системы HP-UX, Linux, 64-разрядную версию Windows.

Компании Sun и IBM продолжают развивать RISC-архитектуру, причем последняя разработка IBM – Power 7, восьмиядерный процессор, каждое ядро которого может одновременно выполнять до 4 потоков команд, выглядит серьезным соперником в сфере высокопроизводительных вычислений.

Одной из последних тенденций является удешевление рабочих станций начального уровня при довольно высоком уровне производительности, что позволяет говорить о появлении рынка компьютеров промежуточного уровня между ПК и рабочими станциями, являющихся компромиссом между ценой и производительностью.

Еще одной тенденцией, которую стоит отметить, является появление мобильных рабочих станций (см. табл. 1.4).

Персональные компьютеры

Персональные компьютеры(ПК) – это однопользовательские микро-ЭВМ, удовлетворяющие требованиям общедоступности и универсальности применения.

Для удовлетворения этим требованиям персональный компьютер должен иметь следующие характеристики:

· невысокую стоимость, находящуюся в пределах доступности для индивидуального покупателя;

· простоту использования;

· возможность индивидуального взаимодействия пользователя с компьютером без посредников и ограничений;

· высокие возможности по переработке, хранению и выдаче информации;

· гибкость архитектуры, обеспечивающую ее адаптивность к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту;

· высокую надежность, простоту ремонта и эксплуатации;

· «дружественность» операционной системы;

· наличие программного обеспечения, охватывающего практически все сферы человеческой деятельности.

На сегодняшний день большинство ПК базируется на х86 процессорах с основной операционной системой из семейства Windows.

Эта платформа процессоров является де-факто самой распространенной, демократичной, во многих своих ипостасях гораздо более дешевой и универсальной. Данное направление имеет большое количество клонов, т. е. аналогичных компьютеров, выпускаемых различными фирмами США, Западной Европы, России, Японии и др.

Другая платформа представлена довольно популярными на Западе компьютерами Macintosh фирмы Apple. Они занимают на мировом рынке компьютеров довольно узкую нишу, тем не менее удерживают ее за собой в течение уже очень большого промежутка времени. С переменным успехом, но все же достаточно стабильно.

Программное обеспечение, операционная система, даже «идеология использования компьютера» – все это в указанных платформах очень сильно разнится. На сегодняшний день формальным отличием является только операционная система (Mac OS X, имеющая Unix-подобное ядро). С недавнего времени в компьютерах Macintosh используются процессоры х86 вместо RISC-процессоров Power PC.

По функциональным возможностям и цене персональные компьютеры разделяются на бюджетные, среднего класса, бизнес ПК.

По назначению ПК можно классифицировать на: бытовые, общего назначения, профессиональные и игровые.

Бытовые ПК предназначены для массового потребителя, поэтому они должны быть достаточно дешевыми, надежными и иметь, как правило, простейшую базовую конфигурацию. Бытовые ПК используются для обучения, развлечений (видеоигры), управления бытовой техникой, индивидуальной обработки текста, решения небольших инженерных и научных задач, работы в глобальной сети Интернет, хранения видеоинформации и т. д. Бытовой ПК способствовал взрывообразному росту интереса к Интернету, позволив тем самым развить наше представление о мире и сделать его более системным и детальным. По оценке представителей корпорации Intel в современном мире около миллиарда настольных ПК подключены к Интернету. Сегодня Интернет начинает всерьез конкурировать с иными носителями информации, например, 68 % взрослых пользователей Глобальной сети в США предпочитают узнавать новости из Интернета, а не из газет. А семейные фотоальбомы, столь популярные в России, все увереннее перекочевывают на жесткие диски – это и удобнее и надежнее.

Персональные компьютеры общего назначения применяются для решения различных задач научно-технического и экономического характера, а так же для обучения. Они размещаются на рабочих местах пользователей: на предприятиях, в учреждениях, магазинах, на складах, в вузах, офисах и т. д. Машины этого класса обладают достаточно большой емкостью оперативной памяти. Интерфейсы позволяют подключать большое количество периферийных устройств и средства для работы в составе вычислительных сетей. Минимизированы требования к средствам воспроизведения графики, а к средствам для работы со звуковыми данными требования вообще не предъявляются.

ПК общего назначения используются прежде всего потребителями-непрофессионалами. Поэтому они снабжаются развитым программным обеспечением. Этот класс ПК получил наибольшее распространение на мировом рынке.

Профессиональные ПК используются в научной сфере, для решения сложных информационных и производственных задач, где требуется высокое быстродействие, эффективная передача больших массивов информации, достаточно большая емкость оперативной памяти. Потребителями ПК этого класса, как правило, являются профессионалы-программисты, поэтому программное обеспечение должно быть достаточно богатым, гибким, включать различные программные инструментальные средства. По своим функциональным возможностям профессиональные ПК не только приближаются, но и вполне могут конкурировать с рабочими станциями начального уровня.

Игровые ПК предназначены для компьютерных игр. Основными отличиями игрового ПК являются: производительный процессор, мощная видеокарта, повышенные требования к средствам воспроизведения звука, что обеспечивает достаточно комфортные условия для игры в современные ресурсоемкие компьютерные игры. Благодаря игровым ПК игры стали настоящим искусством. Сорок пять миллионов американцев, или 31 % пользователей Интернета в США, играют в онлайновые игры, всего же в мире более 300 млн. геймеров. Большинство из них играет от случая к случаю, а вот 10 – 15 млн. энтузиастов относятся к этому занятию как к главному делу в своей жизни. Не отстает от остального мира и Россия: в течение трех – четыре лет объем российского игрового компьютерного рынка стабильно увеличивался, примерно на 20–25 % в год.

Поиск по сайту: