Введение
Серверная ферма или кластер серверов — это совокупность компьютерных серверов, как правило, поддерживаемая организацией для обеспечения серверной функциональности, значительно превосходящей возможности одного компьютера. Они часто состоят из тысяч машин, требующих большого количества энергии для работы и охлаждения. При оптимальной производительности серверная ферма сопряжена с огромными финансовыми и экологическими издержками. В них часто предусмотрены резервные серверы, способные взять на себя функции основных серверов в случае их отказа. Серверные фермы обычно располагаются совместно с сетевыми коммутаторами и/или маршрутизаторами, обеспечивающими связь между различными частями кластера и его пользователями. Специалисты по серверным фермам обычно монтируют компьютеры, маршрутизаторы, блоки питания и сопутствующую электронику на 19-дюймовые стойки в серверном помещении или центре обработки данных.
A server farm or server cluster is a collection of computer servers, usually maintained by an organization to supply server functionality far beyond the capability of a single machine. They often consist of thousands of computers which require a large amount of power to run and to keep cool. At the optimum performance level, a server farm has enormous financial and environmental costs. They often include backup servers that can take over the functions of primary servers that may fail. Server farms are typically collocated with the network switches and/or routers that enable communication between different parts of the cluster and the cluster's users. Server "farmers" typically mount computers, routers, power supplies and related electronics on 19 inch racks in a server room or data center.
Приложения
Серверные фермы обычно используются для кластерных вычислений. Многие современные суперкомпьютеры состоят из гигантских серверных ферм высокоскоростных процессоров, соединенных либо посредством Ethernet, либо с помощью специализированных межсоединений, таких как Infiniband или Myrinet. Веб-хостинг – распространенное применение серверных ферм; такая система иногда в совокупности называется веб-фермой. К другим областям применения серверных ферм относятся научные симуляции (например, вычислительная гидродинамика) и рендеринг трехмерной компьютерной графики (см. рендер-ферма). Серверные фермы все чаще используются крупными предприятиями вместо или в дополнение к мэйнфреймам. В крупных серверных фермах выход из строя отдельной машины – обычное явление: крупные серверные фермы обеспечивают резервирование, автоматическое переключение при отказе и быструю переконфигурацию серверного кластера.
Выступление
Производительность крупнейших серверных ферм (тысячи процессоров и более) обычно ограничивается производительностью систем охлаждения центра обработки данных и общей стоимостью электроэнергии, а не производительностью процессоров. Компьютеры в серверных фермах работают круглосуточно и потребляют значительное количество электроэнергии. Поэтому критическим параметром проектирования для крупных и непрерывно работающих систем, как правило, является производительность на ватт, а не стоимость пиковой производительности или (пиковая производительность / (единица * первоначальная стоимость)). Кроме того, для систем с высокой доступностью, которые должны работать 24/7 (в отличие от суперкомпьютеров, которые можно выключать и включать по требованию и которые обычно работают с гораздо более высокой загрузкой), уделяется больше внимания функциям энергосбережения, таким как динамическое изменение тактовой частоты и возможность отключения компьютерных компонентов, частей процессора и даже целых компьютеров (WoL и виртуализация) в зависимости от нагрузки без прерывания работы сервисов. Сеть, соединяющая серверы в серверной ферме, также является важным фактором, влияющим на общую производительность, особенно при работе с приложениями, обрабатывающими огромные объемы данных.
Производительность на ватт
EEMBC EnergyBench, SPECpower и TPC Energy – это эталоны, предназначенные для прогнозирования производительности на ватт в серверной ферме. Энергопотребление каждого стеллажа оборудования можно измерить на блоке распределения питания. Некоторые серверы оснащены аппаратным обеспечением для отслеживания энергопотребления, позволяющим операторам серверной фермы измерять потребляемую мощность каждого сервера. Общее энергопотребление серверной фермы может быть оценено по показателю эффективности использования энергии (PUE) или эффективности инфраструктуры центра обработки данных (DCiE). По некоторым оценкам, на каждые 100 ватт, затрачиваемых на работу серверов, требуется около 50 ватт для их охлаждения. Поэтому выбор места для серверной фермы может быть столь же важен, как и выбор процессора, для достижения энергоэффективности. Исландия, с ее круглогодичным холодным климатом, а также дешевой и углеродно-нейтральной геотермальной электроэнергией, строит свою первую крупную площадку для размещения серверных ферм. Финляндия, Швеция и Швейцария стремятся привлечь центры обработки данных для облачных вычислений. В этих странах тепло, выделяемое серверами, можно недорого отводить или использовать для отопления зданий, тем самым снижая энергопотребление традиционных систем отопления.