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Intel wants to kill the traditional server rack with 100Gbps links
http://wp.me/pwo1E-697
by Jon Brodkin – Apr 10 2013
http://arstechnica.com/information-technology/2013/04/intel-wants-to-kill-the-traditional-server-rack-with-100gbps-links/

New rack design disaggregates and shares CPU, storage, and network components.

Intel is working to replace the traditional server rack with a more efficient architecture that separates CPU, storage, power, and networking resources into individual components that can be swapped out as needed.

Intel は、より効率よいアーキテクチャにより、従来型のサーバー･ラックをリプレースしようとしている。それは、個々のコンポーネントとして、CPU および、ストレージ、電源、ネットワークなどのリソースを分離し、 必要に応じて差し替えが可能になるというものだ。

If Intel gets its way, old-school server racks will go the way of the dinosaurs. David Monniaux

Power and cooling would be shared across CPUs, rather than having separate power supplies for each server. Server, memory, network, and storage resources would all be disaggregated and shared across the rack. Incredibly fast interconnects will be needed to prevent slowdowns because disaggregating components pushes them further apart, and Intel is thus building an interconnect that’s capable of 100Gbps.

電力と冷却の供給は、各サーバーごとに個別の電源を持つという方式に替えて、それぞれの CPU 間で共有されることになる。つまり、サーバーおよび、メモリ、ネットワーク、ストレージといったリソースは、すべてがディスアグリゲートされ、また、ラックを縦断するかたちで共有されるだろう。このディスアグリゲートの方式を用いると、それぞれのコンポーネントが離れた場所に置かれるため、スローダウンを防ぐためには、信じられないほど高速の相互接続が必要とされる。 そして Intel は、100 Gbps クラスのインターコネクトを構築しているのだ。

"We are developing a rack-scale architecture," Lisa Graff, VP and general manager of Intel’s data center marketing group, said in a briefing with reporters last week. "We’re working with end users, OEMs, and ISVs to drive common standards in a reference architecture."

「 私たちは、ラック·スケールのアーキテクチャを開発している。そして、リファレンス･アーキテクチャにおける共通のスタンダードを促進するために、エンド･ユーザーおよび、OEM メーカー、そして ISV と協調している」と、Intel データセンター･マーケティング･グループの VP and GM である Lisa Graff は、先週のインタビューで語っている。

The first version of this reference architecture is expected to be published sometime in 2014. Graff said the idea is to let data center managers "mix and match components instead of forklifting a rack" when pieces need to be replaced.  Sharing things like memory and storage across CPUs will allow higher utilization of computing resources, and a design that eliminates unnecessary parts will let data centers cram more computing power into each rack.

このリファレンス·アーキテクチャの最初のバージョンは、2014年のいずれかの時期に発行される予定である。Graff の言うアイデアは、何らかのパーツを交換する必要が、データセンターの管理者たちに生じたときに「ラックを交換するのではなく、コンポーネントの差し替えと組合せ 」で対処させようというものだ。CPU 間でメモリやストレージなどを共有することで、コンピューティング･リソースの利用効率を高められる。そして、不要なパーツを排除したデザインにより、コンピューティング･パワーを高めたラック群を、データセンターに詰め込めるようになる。

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The effort is complementary to Facebook’s Open Compute Project. Facebook is already designing its own servers, stripping out extraneous bits of hardware, and it has worked with Intel on possible designs for racks that disaggregate and share resources.

こうした取り組みは、Facebook の Open Compute Project と相互に補完するものとなる。すでに Facebook は、独自のサーバーをデザインし、ハードウェアの余計な部分を取り除いている。 そして、さらに、リソースを分解／共有するラックのために利用が可能なデザインを、Intel と協調しながら作業を進めている。

The networking technology used by typical data centers isn’t quite fast enough to power disaggregated racks just yet. That’s why Intel is developing silicon photonics technology that uses light to move data at up to 100Gbps. Silicon photonics has the added benefit of reducing the amount of cabling needed in a rack.

典型的なデータセンターで使用されるネットワーク･テクノロジーは、ディスアグリゲートされたラックに対して、充分なパワーを提供するほど高速ではない。 それが、光を使って 100 Gbps クラスのデータ転送を実現するシリコン･フォトニクス･テクノロジーを、Intel に開発させた理由である。また、このシリコン･フォトニクスラックにより、ラックごとに必要とされるケーブリングの量を削減するというメリットも生じる。

"Silicon photonics made with inexpensive silicon rather than expensive and exotic optical materials provides a distinct cost advantage over older optical technologies in addition to providing greater speed, reliability, and scalability benefits," Intel said in January, when it announced that it has produced engineering samples of the technology. "Businesses with server farms or massive data centers could eliminate performance bottlenecks and ensure long-term upgradability while saving significant operational costs in space and energy."

「 安価なシリコンで作られたシリコン･フォトニクスは、旧来からの光学テクノロジーを価格で上回るエキゾチックな光学材料よりも、コスト面での明確な優位性を提供する。 それに加えて、速度／信頼性／スケーラビリティにおいてメリットを提供する。サーバー･ファームや大規模なデータセンターを持つ企業は、スペースとエネルギーにおける運用コストを大幅に低減しながら、パフォーマンスのボトルネックを排除し、長期的なアップ･グレードを確保できる」と、このテクノロジーのエンジニアリング·サンプルを発表した1月に、Intel は述べている。

Intel isn’t the only company trying to speed up networking with silicon photonics. As we reported in December, IBM has "developed a technology that integrates optical communications and electronics in silicon, allowing optical interconnects to be integrated directly with integrated circuits in a chip." IBM said its silicon nanophotonics technology is ready for mass production, although specific implementations haven’t been announced.

ただし、シリコン･フォトニクスによりネットワークを高速化しようするのは、Intel だけが唯一というわけではない。私たちが 12月にレポートしたように、IBM も 「 シリコンの中に光学通信とエレクトロニクスを統合するテクノロジーを開発することで、集積回路と光学をチップ内にダイレクトに統合するインターコネクションを実現」している。具体的な実装が発表されていないが、ナノ･シリコン･フォトニクス･テクノロジーは、大量生産のための準備ができていると、IBM は述べている。

Corporate data centers won’t be receiving an immediate overhaul, but Intel’s vision (and IBM’s) is one that may be appealing to companies with thousands or tens of thousands of servers.

企業のデータセンターは、オーバーホールを直ちに受け付けるものではないが、Intel（IBM）のビジョンは、数千台のサーバーもしくは、数万台のサーバーを有する企業に、アピールすることが可能な存在である。

Intel describes its goals as follows:

Intel は、そのゴールを以下のように定義している：

• Physical Aggregation. All non-critical sheet metal removed and key components such as power supplies and fans taken out of individual servers and consolidated at the rack level. Savings are expected due to higher levels of efficiency and lower costs by reducing the number of fans and power supplies.
• Physical Aggregation.  すべてのノン･クリティカルなシート･メタルを除去し、電源やファンなどの主要コンポーネントをサーバーから取り出し、ラック･レベルでコンソリデートしていく。ファンおよび電源を減らすことで得られる、より高いレベルでの効率化と、低コスト化が期待されている。
• Fabric Integration and Storage Virtualization. Disaggregate and separate out the storage from compute systems with direct attached storage, and achieve higher utilization through storage virtualization. The compute and network fabric is the key technology that is enabling disaggregation of storage without impact to performance. Intel Silicon Photonics interconnects will enable higher speed connections between various computing resources within the rack, thus enabling the eventual disaggregation of server, memory, network and storage within the rack.
• Fabric Integration and Storage Virtualization. コンピューティング·システムにダイレクト･アタッチされたストレージを分離し、ディスアグリゲートすることで、仮想化されたストレージによる高い有用性を達成する。コンピューティングとネットワークのファブリックは、パフォーマンスに影響を与えることなく、ストレージのディスアグリゲートを実現する重要なテクノロジーである。Intel Silicon Photonics 相互接続は、ラック内における様々なコンピューティング･リソースの間で、高速接続を可能にする。したがって、ラック内のサーバ－／メモリ／ネットワーク／ストレージを、究極までのディスアグリゲートできるようになる。
• Future. Ultimately, the industry will move to subsystem disaggregation where processing, memory and I/O will be completely separated into modular subsystems, making it possible to easily upgrade these subsystems rather than doing a complete system upgrade.

• Future. 最終的に、この業界はサブシステムのディスアグリゲーションへと移行し、プロセシングとメモリと I/ O が、モジュール形式のサブシステムへと分離されていく。そして、システム全体のアップグレードを行うのではなく、それらのサブシステムをアップグレードするという、容易な方式を実現していく。

Early versions of the rack-scale architecture are planned for deployment by several companies in China, namely Alibaba, Baidu, Tencent, and China Telecom.

ラック･スケール･アーキテクチャの初期バージョンは、Alibaba／Baidu／Tencent／China Telecom といった中国企業により、そのデプロイメントが計画さrている。

New “smartphone-class” chips for the data center

Intel’s rack-scale architecture was part of a larger announcement to be made Wednesday at the Intel Developer Forum in Beijing. Intel is introducing new Atom SoCs (system-on-a-chip) for the data center. As we reported last December, Intel is pitching "smartphone-class CPUs" to data centers by combining "extremely low power usage with server-class features, including virtualization technology and Error-Correcting Code (ECC) for higher reliability."

Intel のラック･スケール･アーキテクチャは、 Intel Developer Forum in Beijing で水曜日（4/10）にアナウンスされた、全体の中の一部である。Intel は、新しい Atom SoC (system-on-a-chip) を、データセンターに導入しようとしている。昨年の 12月に、私たちがレポートしてように、Intel は「仮想化テクノロジーおよび高信頼性のための  Error-Correcting Code (ECC) を取り込んだサーバー･クラスの機能と、きわめて低い消費電力」を組み合わせることにより、データセンターに対して「スマートフォン・クラスの CPU」を、売り込もうとしている。

The December 2012 announcement unveiled Intel Atom S1200 processors, the "world’s first 64-bit SoC for servers." What’s new today is the S12x9 Atom processor for storage systems.

この、2012年12月の発表により、「世界初のサーバー用 64-bit SoC 」である、Intel Atom S1200 プロセッサ群が明らかにされた。現時点における最新情報は、ストレージ·システムのための S12x9 Atom プロセッサとなる。

Key features include 40 lanes of integrated PCIe 2.0, the physical paths between I/O and processor; RAID storage acceleration built into the hardware; failover support; native dual-casting that "can allow data to be read from a source and delivered to two memory locations simultaneously"; and Asynchronous DRAM Self-Refresh, which protects DRAM data during power failures.

主要な機能として取り込まれているのは、統合された 40レーンの PCIe 2.0 であり、それにより、I/O とプロセッサの間に物理パスを構成する。 さらに、ハードウェアにビルトインされた RAIDストレージ·アクセラレーションおよび、フェールオーバーのサポート、「データを単一のデータソースから読み取り、同時に複数のメモリロケーションに配信 」する Native Dual-Casting、そして 電源に障害が発生したときに DRAM データを保護する  Asynchronous DRAM Self-Refresh などが含まれる。

MacroSAN, Accusys, Qsan, and Qnap are releasing systems based on the new storage chip, Intel said.

MacroSAN および、Accusys、Qsan、Qnap などが、この新しいストレージ･チップをベースにしたシステムをリリースすると、Intel は発言している。

Intel also offered brief previews of chips that don’t have firm release dates yet. Avoton, the second generation of Intel’s 64-bit Atom chips for microservers, is based on Intel’s 22nm process.

さらに Intel は、まだリリース日が明確ではないチップ群の、簡単なプレビューを提供している。 Microservers 用の Intel 64bit Atom チップの、第二世代であるは  Avoton は、Intel 22nm プロセスをベースにしたものだ。

"Avoton will feature an integrated Ethernet controller and is expected to deliver significant improvements in performance-per-watt," Intel said. "Avoton is now being sampled to customers and the first systems are expected to be available in the second half of 2013."

「 Avoton の特徴は、インテグレートされた Ethernet コントローラーにあり、Performance-per-Watt の大幅な改善が期待される。 Avoton は、現時点において顧客にサンプリング出荷されており、最初のシステムは 2013年後半に発売される予定である」と、Intel は述べている。

The Atom S1200 and Avoton are being used to power HP’s "Moonshot" servers.

この、Atom S1200 と Avoton は、HP の Moonshot サーバー にもパワーを供給している。

Another Atom-based SoC built on 22nm process technology, codenamed Rangely, is targeted at network and communications infrastructure such as "entry-level to mid-range routers, switches and security appliances." Like Avoton, Rangely is expected to come out in the second half of this year.

その他の Atom ベース SoC としては、コードネーム Rangely があるが、やはり 22nm プロセス･テクノロジーをベースにしたものとなる。それは、「エントリー･レベルとミッド･レンジにおけるルーター／スイッチ／セキュリティ･アプライアンス」といった、ネットワークと通信のためのインフラをターゲットにしている。Avoton と同様に、この Rangely も、今年の後半には出荷されるようだ。

Intel will also be refreshing its Xeon E3, E5, and E7 processor lines later this year. The Haswell-based E3 will improve performance for video analytics with integrated graphics, and lower power consumption to as little as 13 watts. Xeon E5 will improve security with several new features including "Intel OS Guard, the next generation of Intel Execute Disable Bit, [which] protects against privilege attacks by preventing malicious code from executing out of application memory space, in addition to data memory."

また、Intel は、Xeon プロセッサ E3／E5／E7 ラインナップを、今年の後半に刷新する。 Haswell ベースの E3 は、グラフィックスを統合することで、ビデオ解析パフォーマンスを向上させるが、その低消費電力は僅か 13 Watt である。 Xeon E5 は、セキュリティ向上のために、いくつかの新しい機能を取り込んでいる。 そこには、「 Intel Execute Disable Bit の次世代バーションである Intel OS Guard 」が含まれ、「データ･メモリだけではなく、アプリケーション･メモリで実行される、悪意のあるコードを防止することにより、特権レベルからの攻撃にも対処する」とされる。

Xeon E7, targeted at analyzing massive data sets, triples memory capacity to 12TB in an eight-socket node. The new Xeon E5 will debut in the third quarter of 2013, while Xeon E7 is scheduled for the fourth quarter. The refreshed E3 is coming this year, but Intel did not get more specific than that.

Xeon E7 は、8ソケット･ノード内で 12TB という、三倍増されたメモリ容量により、大規模なデータ･セットの分析を実現する。Xeon E7 の出荷は、2013年の Q4 に予定されているが、新しい Xeon E5 は Q3 にデビューする。刷新された E3 は、今年には登場するが、Intel からの、それ以上の具体的な説明はなかった。

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以前にも、『 Intel と Facebook が実現する、100 Gbps でラックを貫く光学素材とは？』という抄訳で、このディスアグリゲーションについて紹介しましたが、この記事は、さらに具体的なレベルまで伝えてくれます。とにかく、安価なシリコン光学素材で、超低レイテンシのテクノロジーが実現されれば、いまのマザーボードのディスアグリゲーションと、ラック内での相互通信が、かなり容易に実現されるはずです。この、データセンターの在り方を、柔軟な形に置き換える、あたらな発想に期待が高まりますね。

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