IDF 2009: Intel и VMware о будущем серверной памяти

Не ограничиваясь наращиванием энергосберегающих функций в своих процессорах, Intel активно работает над расширением возможностей оптимизации энергопотребления оперативной памяти, а также совершенствованием систем защиты от ошибок. Для обозначения данной группы разработок компания использует аббревиатуру RAS, что должно означать сочетание надежности, доступности и управляемости (reliability, availability, serviceability).

На IDF перспективы будущих RAS-технологий обрисовали в своем совместном выступлении Рик Брюннер (Rich Brunner) из VMware и Сунил Саксена (Sunil Saxena) из Intel. Брюннер начал с обоснования необходимости совершенствования механизмов борьбы с ошибками памяти. Он обратил внимание аудитории на то, что с распространением систем виртуализации увеличивается цена сбоев памяти, при которых нарушается работа уже не одной системы, а всех виртуальных машин, запущенных на общей аппаратной платформе. К тому же – подчеркнул он – с тенденцией роста объемов памяти растет и вероятность проявления ошибок, которые не могут быть скорректированы схемами ECC (uncorrectable memory errors, UME).

Средства борьбы с UME появятся в системах с будущим восьмиядерным Nehalem EX, ожидаемым в начале следующего года. В состав платформы войдет блок «чистильщика памяти» (Memory Patrol Scrubber), представляющий, согласно разъяснениям Брюннера, небольшую автономную подсистему, работающую в фоновом режиме и осуществляющую непрерывный сбор и обновление шаблонов ECC. Работа подсистемы полностью контролируется встроенным программным обеспечением и не предусматривает какой бы то ни было интерактивности.

При обнаружении некорректируемой ошибки Memory Patrol Scrubber может передать соответствующий сигнал Nehalem EX, который исключит использование сбойного участка или запись его на диск. Затем управляющее ПО сможет сделать вывод о степени серьезности последствий ошибки, и примет решение об остановке связанного с ошибкой приложения, или перезагрузке виртуальной машины. Таким образом, подытожил Брюннер, у систем появится какой-то другой вариант реакции на неконвертируемые сбои, кроме как аварийная остановка.

Выступление Саксена было посвящено преимущественно технологиям управления энергопотреблением оперативной памяти. Вероятнее всего, им предстоит еще некоторое время совершенствоваться в лабораториях, однако Intel и VMware уже готовы заявить о некоторых наработках. Так, Саксена рассказал об экспериментах Intel с добавлением трех дополнительных состояний памяти, позволяющих сократить потребляемую ей мощность. Все они используют технологию управления питанием ACPI (advanced configuration and power interface) для перевода памяти сервера в соответствующее состояние.

Саксена заявил, что в режим авторегенерации (Memory Self Refresh) требует вполовину меньшей мощности, чем потребляет память при «обычном» простое. В состоянии готовности (Memory Standby) расходуется на треть меньшая мощность, а в режиме отключения (Memory Offline), как и положено, потребление отключается совсем.

Управление режимами осуществляется посредством дополнительных карт контроллеров памяти, устанавливаемых в слоты расширения по два на каждый процессорный разъем. Одна такая карта содержит по два контроллера Millbrook, обслуживающих по четыре модуля памяти. Принимая емкость одного модуля равной 8 Гб, получаем суммарную емкость оперативной памяти в системе с максимальной конфигурацией равной полутерабайту. Мощность, потребляемая памятью такого объема, уже заставляет задуматься о ее оптимизации.

Брюннер сообщил, что его компания уже реализовала экспериментальную сборку ПО для виртуализации vSphere, способную использовать возможности перевода памяти в различные состояния. По его данным, тестовая система в лабораториях VMware продемонстрировала снижение энергопотребления до 75% для некоторых случаев. Компания экспериментирует также с дефрагментацией памяти, с тем чтобы минимизировать число активно используемых чипов памяти и перевести в состояние отключения оставшиеся.