ARMプロセッサーベースのアプリケーション特化サーバーが

データセンターに⾰命を起こします

BOSTON株式会社について

20年以上にわたり流通・OEM市場に向けて供給し、数々の受賞を重ねてきたサーバー・ストレージ・ワークステーション・クラスター製品を通じて、BOSTON株式会社は最新の⾼性能かつ省電⼒技術をHPC・ISP・軍事・VFX・企業・放送市場に提供し続けています。

BOSTON株式会社の持つアセンブリー・テスト・特定ソリューションでの⾼性能の確認における経験とともに、顧客の求めるブランド・ドキュメント・パッケージ・グローバルオンサイトメンテナンスを提供する能⼒により、パートナー企業に対し純正かつ幅広い付加価値サービスを提供することができます。

BOSTON株式会社の本社はイギリスにあり、世界規模のオペレーションを⾏うための拠点がアメリカ・ドイツ・インドにあります。

さらに詳しい情報は、ウェブサイト www.boston.co.uk をご覧下さい。

北極圏へと向かうデータセンター

• GoogleやFacebookといった巨⼤Webサービス企業は、指数的に増⼤するインターネットサービスの需要に対応すべく、フィンランドやスウェーデンなどの国に最新のデータセンターを設置し始めています。– 安定的なエネルギー資源の確保のみならず、サーバーを冷却するのに適し

た涼しい気候を求めて、北極圏へと歩を進めています。– Facebookは北極圏より南に100km⾜らずのLulea(スウェーデン)にデータ

センターを建設中であると公表しました。– Guardianによると、Facebookの⽶国データセンターは⽶国⼀般家庭の3万

世帯分の電⼒を消費するということです。– 世界のデータセンターの約40%を抱える⽶国の電⼒消費は、2007年〜

2010年の景気後退の間にも40%近く増加しました。• Google, Facebook，Amazon… これらを追って、⼀般企業のデータセ

ンターも北へと針路を取るべきでしょうか?– 他のソリューションはないでしょうか?

電⼒消費の激しいプロセッサー

• サーバの電⼒消費・冷却の問題の核⼼は、そのプロセッサーの多くがx86アーキテクチャーを採⽤していることにあります。– Xeon E5-2600シリーズのTDPは平均95W、最⾼モデルはピーク時150W– プロセッサーは世代を重ねるごとに新機能を搭載しかつ⾼性能化し、消費

電⼒を増⼤させていきます。– しかしMicrosoftやMcKinseyなどの様々な研究によると、⼤部分のサーバー

CPUは平常時においてその性能の10%程度しか機能していません。– 多数のIT企業は仮想化がこの問題を解決し得るとの提案を⾏っています。

• BOSTONはこのような、エネルギー効率の悪いx86プロセッサーの⼀部の能⼒を⽤いる仮想化よりも、個々のアプリケーションを最も効率的に動作させるよう特化した個々のサーバーを展開することを考えるべきだと提案しました。そこでは以下の新技術が必要となります。– x86アーキテクチャーとは異なるプロセッサーアーキテクチャー– 個々のアプリケーションを最⼤の効率で動作させるサーバー設計

x86に代わるアーキテクチャー

• BOSTONはARM社を技術パートナーに選択しました。– RISCプロセッサー市場のリーダー– スマートフォン・タブレット・メディアプレイヤー・デジタルカメラ・

GPSナビ・ゲームコンソールなどに採⽤され、幅広く知れ渡っている– ARMvプロセッサーアーキテクチャーは⾮常に低消費電⼒・低発熱で、

BOSTONの提案する新サーバープラットフォームに適しています。• この事実は既に、限られた電池で駆動し冷却機構を持つことができない携帯端

末での幅広い採⽤により実証されています。

Calxeda EnergyCore

• BOSTONはCalxedaとも技術パートナー関係を結びました。– テキサス州オースティンにある新しいシリコンデザインハウスです。– CalxedaはARMvプロセッサーアーキテクチャーをもとに、サーバー市場

に向けて特化した System on a Chip (SoC) を開発しました。• EnergyCore と名付けられました

– 単⼀の EnergyCore チップに以下のモジュールが統合されています

• 4基の ARM Cortex A9 コア• 2レベルのキャッシュメモリ• 浮動⼩数点演算ユニット• 32bitメモリコントローラー• ネットワーク接続• SATAコントローラー• I/Oバス(PCIe)

BOSTON Viridis

• Boston Viridis – 電⼒効率に⾮常に優れたサーバーの誕⽣– Calxeda EnergyCore プロセッサーを採⽤

• 1枚のサーバーモジュールに4基のEnergyCoreプロセッサを搭載• 2Uサイズのサーバー筐体に48基のEnergyCoreプロセッサを集約 – 192コア

– 各EnergyCore SoCには4GBまでのDRAMを接続可能• x86プロセッサと⽐較すると⼩規模だが…• 各々のSoCが低レイテンシーの10GbEで

相互接続していることにより、たとえばWebアプリケーションとデータベースサーバーとストレージサーバーなどのように互いに連携し負荷分散して並列的に動作させることができる。

• ⼀つのプロセッサーが莫⼤なDRAMの上で複数のコアに様々なアプリケーションを動作させるx86アーキテクチャーと⽐較して、資源を効率的に活⽤できる。

ソフトウェアについて

• BOSTONとCalxedaは数々の有⼒なISVと密接に作業に関わっています– OSベンダーとしては Ubuntu および Fedora が含まれます。

• Viridis のアプリケーションは以下の4つが主要なセグメントです。– PHP, Ruby, Perl などのインタプリタ⾔語によるアプリケーション– 並列アプリケーション – サーチインデックス、MapReduce、ビッグデー

タ、⾦融ソリューション・リスクモデリング、データ集中型・単精度HPC– memcached など⽐較的データ領域を細分化しやすいアプリケーション– ⾮常に⾼いI/O帯域を必要とするメディアストリーミング・コンテンツ配

信・⾮SQL型のインメモリデータベースサーバー• 動作させるアプリケーションに応じて⾼性能・⾼効率なシステムを提

供するために、素のままのサーバーハードウェアを提供するのではなく、適切なViridisハードウェアと最適化されたアプリケーションをプレインストールし、必要なネットワークハードウェアを装備して提供いたします。

BOSTON Viridis がもたらすメリット• 各 EnergyCore SoC と搭載DRAMの消費電⼒は、⾼負荷時 5W / アイドル時

0.5W 以下です。– Xeon E3-1220L の TDP 20W と⽐較しても4分の1– しかも、EnergyCoreは10GbEとI/Oを含んでいます

• データセンターの接地⾯積を⼤幅に削減します。– 2Uシャーシに120基の EnergyCore ノードを搭載したとき…– 20ノードのデュアルプロセッサー搭載x86サーバーと同等の演算性能と⾒

積もられます。• James Hamilton の TCO ツールを⽤いたCalxedaの試算によると、消費電⼒の

削減と接地⾯積の削減により、EnergyCore 採⽤インフラストラクチャーの採⽤によりデータセンターのTCOを半分に削減できるとされます。

Viridis for Ubuntu

• Linuxサーバークラスターとして– 展開環境をご⽤意した形で提供いたし

ますので，瞬時にインストールと設定を⾏うことができます

• 事前に設定されたプロファイルに従って，数百台のサーバーを⾃動的に展開– NASからのPXE bootをサポート

• 追加的な個別設定のモジュールを追加して，特定の⽤途のサーバを含む構成を⾃動にて展開させることも可能です– LAMPスタック– Web展開スタック– 数値演算ノード

Viridis for Hadoop

• Hadoopアプライアンス– オープンソースによるデータ集中

型分散アプリケーションには，Viridisサーバーが適しています

• Apache Hadoopをプレインストールしたクラスターサーバーを，繋いで即使える状態で提供します– ⾼いスケーラビリティを提供– チューニングも可能です– 展開が容易になります

• 数ペタバイトにも及ぶデータを低消費電⼒のサーバにより利⽤可能となります

Viridis for GlusterFS

• スケーラブルなNASアプライアンス– 物理環境／仮想環境／クラウド環境

いずれにも提供可能な，スケーラビリティの⾼いNASストレージを構築します

• 構造化されていないデータも⽤意に管理できるNASサーバです

• オープンソースの GlusterFS により構築しており，展開が容易で，設定はシンプルです

Viridis for OpenStack

• OpenStackによるクラウドアプライアンス– クラウド環境構築のためのオープ

ンソースのソフトウェア環境です• webインターフェイスのダッシュ

ボードにより管理できます– 管理者権限によるコントロール– ユーザーへの資源割り当て

• 計算資源・ストレージ・ネットワークリソースを制御できます

12 本のx86

ラック

電⼒消費を電⼒消費を 80% 80% 削減削減TCOTCOをを50% 50% 削減削減

1 本のViridisラック

Calxedaベースのサーバーラック2,880基のCalxeda SoCプロセッサ11,520GB RAM

x86ベースのサーバー960基の2.4GHz Quad-Core CPU7,680GB RAM

~13,700W ~72,200W

同等の性能同等の性能

Boston Confidential

Viridis ベースの Hadoop クラスタ960 基の Calxeda SOC プロセッサ3,840GB RAM960 SATA HDD~8600 ワット

x86ベースの 480 ノード Hadoop クラスタ480基の 2.4GHz Quad-Core CPU3,840GB RAM480 SATA HDD 38,100 ワット

同等の性能同等の性能

Boston Confidential

電⼒消費を電⼒消費を 77% 77% 削減削減TCOTCOをを30%30%〜〜40% 40% 削減削減

((しかも，冷却および設置⾯積によるコストを含まない計算ですしかも，冷却および設置⾯積によるコストを含まない計算です))

シングルノードベンチマーク 暫定結果

Read test shows within 4% of 1 Socket Sandybridge result• Ubuntu 12.04 for both configurations• Boston Configuration:

– EnergyCore 1.1GHz Clock Frequency– Viridis Reference Platform– DDR3-1066 4GB

• Sandybridge Configuration:– Intel(R) Xeon(R) CPU E3120 @ 3.30GHz– SuperMicro CSE-111LT-330CB-4– DDR3-1333 16GB

• Disk indentical in both hosts – Samsung 256GB SSD– 3 disk results were obtained using software raid．

ApacheBench Results and Power Comparison

Boston Viridis Intel Xeon E3-1240 [1]

Core Frequency 1.1 GHz 3.3 GHz

CPU Coures 4 4Total Requests 1,000,000 1,000,000Requests per Second 5500 6950Latency (Average) 9 ms 7 ms

Power (Average)[2] 5.26 W 102 W[3]

Performance/Watt Advantage 8-15X

Sysbench OLTP (MySQL) – Preliminary Numbers

Boston Viridis 2×Intel Xeon E5-2670 [1]

Core Frequency 1.1 GHz 2.6 GHz

CPU Coures 4 16System Memory 4GB 32GBDatabase MySQL 5.5.24 MySQL 5.5.24Transactions per second 634 3542

Estimated Performance / Watt Advantage

3-4X

ご⽤命は…

• エルザジャパンにお問い合わせください。– BOSTON製品の⽇本国内のVARです。– HPC&システム事業部 (担当:鈴⽊) – Tel. (03) 5765-7391– E-mail: hpc@elsa-jp.co.jp– URL: http://www.elsa-jp.co.jp

• プレゼンテーション、デモ、および検証作業のご協⼒に伺います。– ターゲットアプリケーション、評価の規模などをあらかじめ教えて

いただければ、BOSTONと連携し、最適な構成を⽤意して検証いただけるようセットアップします。

– 技術的質問・改修のご要望など、BOSTONとのやりとりはすべてエルザジャパンにてご対応いたします。

20