2U-palvelimien ja vahvan verkkolaajennettavuuden selitys

Kävele mihin tahansa nykyaikaiseen tietokeskukseen, ja ristikkojen asettelu kertoo vaihtoehtojen välisistä kompromisseista. 1U-palvelin saattaa pakata laskentatehon mahdollisimman pienelle tilalle, mutta 2U-palvelin sijoittuu perustavanlaatuisesti eri paikkaan infrastruktuurin hierarkiassa . Sen pystysuora ristikkoavaruus on 3,5 tuumaa (88,9 mm) – täsmälleen kaksinkertainen 1U-standardiin, jonka EIA-310-määritelmä määrittelee – ja 2U-kotelolla on ominaisuuksia, joita ohuemmissa rakenteissa ei yksinkertaisesti voi olla .

Lisäkorkeus muuttuu suoraan käytännön eduiksi. Suuremmat lämmönpoistimet käsittelevät korkeampia TDP-prosesseja ilman tehotason alentumista. Syvempi kotelomuoto mahdollistaa täysikokoisten, täysipituisten laajennuskorttien käytön. Lisää sisäistä tilavuutta tarkoittaa enemmän levykoteloita, parempaa ilmavirtaa ja hiljaisempaa tuulimen toimintaa. 2U-palvelin tukee yleensä 8–24 levykoteloa, kun taas useimmat 1U-järjestelmät tukevat vain 4–10 levykoteloa. Kyse ei ole pelkästään tallennuskapasiteetista – vaan arkkitehtonisesta joustavuudesta.

Harkitse, mitä tapahtuu, kun käyttöönotto vaatii sekä suuren ytimien määrän omaavia CPU:ita että useita GPU-kiihdyttimiä. 1U-kotelomuoto ei yksinkertaisesti tarjoa riittävästi tilaa. Sen sijaan 2U-muoto voi sisältää kaksi prosessoria, useita PCIe Gen5-liitäntöjä ja merkittäviä tallennusjärjestelmiä yhdessä kotelossa. Tämä ominaisuus muuttaa keskustelun kysymyksestä »mitä me voimme sijoittaa?« kysymykseen »mitä me voimme rakentaa?«

Verkkolaajennettavuus alkaa todella tästä

2U-palvelimen verkko skaalautuvuus alkaa fyysisestä laajennuskapasiteetista. Tyypillinen 2U-alusta tarjoaa viidestä kahdeksaan PCIe-paikkaa, riippuen päälaudasta ja riserin konfiguraatiosta. Ne ovat verkkoleveyden avain.

Nykyaikaiset 2U-palvelimet voivat ottaa käyttöön jopa kahdeksan laajennettavaa NIC-moduulia, jotka tukevat teoreettisesti enintään 66 LAN-porttia kupar-, kuitu- ja ohitusmuotoissa nopeuksilla 1G: stä 40G: een ja pidemmälle. Tällainen porttien tiheys ei ole välttämätöntä jokaisessa käyttötapauksessa, mutta verkkolaitteiden, reunapisteiden ja virtuaalisesti järjestettyjen isännöintipalvelujen osalta se on ero nykyisen ja huomenna skaalautuvan palvelimen välillä.

Numerot kertovat selkeän tarinan. Toiminnan tiedot osoittavat, että GPU:n laajennuslaitteiden kaistanleveysvaatimukset ovat viime vuosina noussut 200G:sta 400G:een 800G:een. Perinteinen CPU-pohjainen laskenta ei voi pysyä vauhdissa ilman sitä tukevaa fyysistä infrastruktuuria. 2U-muototila tarjoaa infrastruktuurin, joka ei ole pelkästään teoreettinen vaan myös käytössä olevissa järjestelmissä, jotka käsittelevät todellista tuotantovirtaa.

Mitä ylimääräinen hylly ostaa

Edellä olevassa taulukossa esitetään käytännön erot - Mitä? Mutta todellinen arvo näkyy operatiivisissa mittauksissa. 2U-palvelimella, jossa on ylimääräisiä, kuumana vaihdettavia virtalähteitä, voidaan ylläpitää laitteiston huoltotoimintaa ilman palvelun keskeytystä. Kaksikerroksiset 1600 W:n ja 2600 W:n T-tason sähkönsyöttöyksiköt tarjoavat sekä kapasiteetin että tehokkuuden, ja niillä on kuormituksen jakaminen ja automaattinen vikavaihto. Tehtävän kriittisten ympäristöjen osalta ylimääräisyys ei ole ylellisyyttä vaan vaatimus.

Todellinen tapaus: aggregointikerroksen pullonkaula

Keski–Yhdysvalloissa toimiva telekommunikaatiopalveluntarjoaja koki tutun ongelman noin 18 kuukautta sitten. Heidän reuna–aggregointipaikkojensa laitteet perustuivat 1U–laitekokoonpanoihin, jotka olivat riittäneet 10 G:n ylälinkkeihin, mutta joita vaikeutti siirtyminen 25 G:n ja 100 G:n kuljetukseen. Kotelot eivät mahneet suurempia verkkoliitäntäkortteja. Jäähdytys oli rajallista. Virransyöttöjärjestelmät olivat yksinkertaisia ja ei–toimintavarmia.

Tekniikkatiimi arvioi siirtymistä 2U–alustoille. Uudet kotelot tukivat kaksinkertaisia prosessoreita, kuutta PCIe Gen4–liitintä ja toimintavarmia vaihtokäyttöisiä virransyöttöjä. Tärkeämpää oli kuitenkin suurempi lämmönjakelupinta–ala, joka mahdollisti korkean kaistanleveyden verkkoliitäntäkorttien käytön ilman suorituskyvyn rajoituksia – ongelma, joka oli vaivannut edellistä sukupolvea. Kuuden kuukauden sisällä palveluntarjoaja oli siirtänyt 37 aggregointipaikkaa. Näiden paikkojen käytettävyys parani 99,91 %:stä 99,97 %:iin. Pullonkaula ei enää ollut verkossa; se oli tarjoamisprosessissa.

Se ei ole ainutlaatuinen kokemus. Samankaltaisia malleja esiintyy rahoituspalvelujen colocationissa, tutkimuslaskennan klastereissa ja yritysvirtuaalisessa käytössä olevissa farmeissa. 2U-muoto ei ratkaise kaikkia ongelmia, mutta se poistaa yllättävän suuren määrän niistä.

Kun tiheys ei ole ainoa asia

Rakkien tiheys on edelleen perusteltu huolenaihe. Standardin 42U-rakka sisältää 42 1U-palvelimia 21 2U-palvelimen sijaan - Mitä? Jos organisaatiot ovat aluksen tila tärkein rajoitus, se matemaattinen menetelmä suosii pienempää jalanjälkeä. Mutta tiheys ei ole ainoa muuttuja yhtälössä.

Sähkökulutus on muuttunut dramaattisesti. Tietojenkäyttökeskuksen tehokkuus, joka oli ennen keskimäärin 510 kW rekkiä kohti, ylittää nykyään 2040 kW tekoälyn johtopäätökseen ja HPC-asennuksiin. Näillä tasoilla jäähdytystehokkuus ja komponenttien luotettavuus ovat yhtä tärkeitä kuin yksikkömäärä. 2U-palvelimella, jossa on suurempia, hitaammin kääntyviä tuulettimia, liikkuu enemmän ilmaa vähemmän melua ja alhaisemmat vikaantumisasteet kuin 1U-järjestelmä, joka perustuu nopeisiin, pienempien halkaisijoiden tuulettimisiin.

Lämpöhyötyt lisääntyvät ajan myötä. Ilman tuulettimia 1U-laitteet ovat tunnettu huoltoa. 2U-muoto-faktorin avulla laskennallisen yksikön mukaan lasketaan enemmän fanien määrää ja samalla parannetaan kokonaista ilmatulosta.

Seuraavan kaistanleveyden päivityksen suunnittelu

Verkon skaalautuvuus ei ole vain sitä, mitä palvelimet tukevat. Kyse on siitä, pystyykö alus vastaamaan huomisen tarpeisiin ilman haarukkaa. PCIe Gen5-erä on nykyisen sukupolven NIC:ien käsittelyä varten ja tukee myös seuraavan sukupolven. Riittävän päätilan saaneet ylimääräiset virtalähteet imevät lisäkorttien lisääntyneen kuorman. SATA- ja NVMe-yhteyksiä tukevat ajokentät tarjoavat varastoinnin joustavuutta työkuormien muuttuessa.

2U-palvelin sijaitsee tässä suunnitteluhorisontissa erinomaisessa paikassa. Se tarjoaa riittävästi laajennuskapasiteettia kattamaan usean vuoden kasvu, samalla kun sen fyysinen koko sopii standardiin 19-tuumaiseen rakkoon. Se ei lupaa rajatonta skaalautuvuutta – mikään laitteisto ei sitä tee – mutta se tarjoaa alustan, joka pystyy sopeutumaan muuttuviin vaatimuksiin ilman, että koko infrastruktuurin uudelleensuunnittelu olisi välttämätöntä.

Organisaatioille, jotka ovat oppineet kovalla tavalla, että "riittävän hyvä tällä hetkellä" harvoin kestää budjettikierrosta, 2U-muototekijä tarjoaa käytännöllisen kompromissin 1U:n tiukkuuden ja 4U:n tai suurempien telkkien levittäytymisen välillä.

XSK valmistaa 2U-palvelinalustoja, joiden keskiössä ovat lämmönhallinta, varmuusvirtalähde ja laajennettavuuden joustavuus – nämä kolme pilaria määrittävät, pystyykö palvelin skaalautumaan verkkovaatimusten mukaisesti koko käyttöikänsä ajan. Yrityksen insinööriapproach painottaa käytännön luotettavuutta teoreettisten teknisten tietojen sijaan, mikä erottaa sen selvästi, kun järjestelmiä otetaan käyttöön suurella mittakaavalla tuotantoympäristöissä.