Dnešní datacentra nechtějí být vázána na jediného dodavatele výpočetní infrastruktury, tzv. vendor-lock. Požadují navíc pro svoje služby a chod zejména vysoký výkon, dostupnost a nízkou spotřebu jak pro napájení energií, tak pro chlazení. Jak probíhal vývoj v datacentrech co se týče platforem a jak vendor-lock postupně rezavěl až postupně prakticky vymizel, popisuje následující článek.

 

Datacentra dříve

Datacentrum znamenalo od šedesátých až sedmdesátých let sálový počítač. Někdy jich bylo více, někdy od více specializovaných dodavatelů. Vždy měly vlastní (proprietární) procesory, vlastní operační systémy. Takové situaci říkáme vendor-lock, uzamčení k jednomu výrobci. Efektivita byla nízká a spotřeba energie byla enormní – v podstatě byl každý rád, že datacentrum jakž takž běželo. Jsou známy případy, kdy v letních měsících stříkali na střechu budovy se sálovým počítačem kvůli ochlazení vodu.

 

Požadavky datacenter dneška

Dnešní požadavky na datové centrum jsou podstatně vyšší, než aby „jen fungovalo“, dříve prakticky jen pro ERP, tj. počítání celkových financí, mezd, případně další podnikové agendy. U datacenter současnosti, jak už privátních (firemních), tak „veřejných“ (poskytujících sdílené služby), jde jednak o podstatné zvýšení výkonu pro provoz nejrůznějších dalších aplikací, jednak o co nejnižší spotřebu energie, která vedle orientace na standard také podstatně snižuje provozní náklady, jednak o bezpečnost dat.

 

Datacentra umožňují rozšiřovat a řídit výpočetní a komunikační kapacitu daleko pružněji, než u samotné organizace (on-premise). Podporují tím trend současné doby, kdy IT už není jen IT, ale přímo podporuje nejen obchodní výsledky, včetně státní správy, která se v poslední době rychle elektronizuje, ať si každý říká, co chce. Stačí si uvědomit rozdíl v rychlosti vyřízení občanského nebo řidičského průkazu, případně výpisu z rejstříku trestů – dříve a dnes.

 

LR_Kokura1.jpg

 

Internet věcí také podstatně zvýší nároky na kapacitu

Internet věcí (IoT) se už také hlásí o svoje. Raketově roste množství připojených zařízení, a s tím požadavky na výpočetní a komunikační kapacitu, což opět nahrává datacentrům a cloudovým technologiím. Do roku 2020 má být v IoT připojeno až 20 miliard zařízení. Jen v regionu střední Evropy bude v blízko době instalováno přes 200 milionů chytrých měřičů elektřiny a plynu s předáváním dat pro řízení dodávek ve špičkách.

 

Soumrak sálových počítačů

Sálové počítače začaly být (historicky) v privátních datacentrech postupně nahrazovány unixovými systémy, opět však s proprietárními (vlastními) specializovanými procesory a s vlastními firemními mutacemi operačního systému Unix. Vyráběla je řada výrobců, mezi nejznámější patřily společnosti IBM, HP, Sun Microsystems, Digital Equipment (procesory Alpha – tuto platformu Intel později koupil a patenty použil), Cray (jeho serverovou divizi koupil Sun Microsystemc) a další. Vendor-lock byl na vrcholu.

 

Wintel a Linux – zabiják RISCů a Unixu

Svět IT se začal měnit v 90. letech, kdy začal být přístupný stále většímu počtu firem – společnost Microsoft dala masám k dispozici levný operační systém Windows, Hewlett-Packard zase levné tiskárny.

 

Společnost Intel zase dala celému světu procesory platformy x86. Jedním z prvních byl osmibitový procesor Intel 8008, brzy následovala řada 8080, hned nato 8080A s posílenými sběrnicemi, pak 16bitový 8086 už s nejednoznačným překladem instrukcí do zdrojového kódu (dva různé výpočty stejné začaly probíhat paralelně a pomalejší či nevyhovující byl zahozen). Následovaly řady 80386 a 486, Pentium a dnes Intel Core. Dřívější výrobci počítačů, od Sun Microsystems až po Silicon Graphics a Intergraph kteří je stavěli na proprietárních procesorech a vlastních Unixech, začali být ohroženi. Jedním z prvních, kteří přešli na platformu x86 a operační systém Windows NT, určený pro pracovní stanice a servery, byl Intergraph. Zrodila se platforma Wintel a vendor-lock začal rezavět odspodu, od nasazení v pracovních stanicích.

 

Linux prohlubuje erozi nestandardních platforem

K tomu přišel počátkem 90. let Linus Torvalds s Linuxem, který vyvinul na právě té nejdostupnější platformě – x86, v podstatě na desktopu – a začal jej šířit jako open source. Linuxu a open source se chopila široká masa vývojářů.

 

Linux dnes běží na řadě platforem, ale „mateřská“ x86 znamená pro ty ostatní smrtící erozi. Nejrozšířenějším Linuxem v datacentrech je podle analytické společnosti IDC distribuce Ubuntu (cca 80 % nasazení v datacentrech); nechybí ani linuxový hypervisor – KVM (cca 60 %) – neplést si se serverovou ovládací konzolí KVM – Keyboard-Video-Mouse.

Vendor-lock dostal povážlivé trhliny.

 

Svět serverů se standardizuje

Firma VMware přišla s řešením hypervisoru, na kterém může běžet více konkurenčních operačních systémů. Operační systém Microsoft Windows Server dozrál do dnešní podoby systému vhodného pro podnikové nasazení. Microsoft přišel s konkurenčním řešením hypervisoru Hyper-V, kde na jednom hardwaru může běžet více instancí OS Windows).

Intel vyvinul procesor Itanium pro serverová podniková nasazení, který se vyznačoval zejména posílením bezpečnostních prvků (například varovná systémová hlášení při nebezpečí poruchy a výpadku systému apod.).

 

Další pokrok znamenalo zrození řady procesorů Intel Xeon, který s sebou nese jak kompatibilitu x86, tak bezpečnostní prvky proti výpadku, ale i další, které do něj byly postupně zakomponovány. Vendor-lock začínal odpadávat vlastní vahou.

 

XeonChip_FB_4_ihmg2x.png

 

Intel Xeon – nový průmyslový standard pro servery a datacentra

Společnost Intel postupně rozdělila vývojovou linii procesorů x86 pro stolní a přenosné počítače od linie procesorů pro servery. Vrcholem současné nabídky Intel je rodina procesorů Intel Xeon. Jejich výhodou především obrovský nárůst výkonu. Dodávají se ve dvou variantách – Intel Xeon E5 pro běžné servery a Xeon E7 s posílenými prvky bezpečnosti RAS (Reliability, Availability, Serviceability), jak byly běžné právně u mainframů pro tzv. mission-critical computing.

 

Dnes existuje řada značkových dodavatelů serverů s procesory Intel Xeon – Dell, Fujitsu, HP, Lenovo, Cisco, a další. Například VCEVMware, Cisco a EMC (VCE a EMC jsou součástí skupiny EMC)..., kteří dodávají pro náročné výpočty a datacentra servery na standardní platformě x86. (V době psaní článku nabídla společnost Dell za EMC cca 67 miliard dolarů; 33,15 dolaru v hotovosti a ve zvláštních akciích.)

 

Například Servery Dell PowerEdge už za sebou mají dvacet let života a Ondřej Bačina, Enterprise Solutions Marketing Manager Dell, předvedl na Dell Solutions Tour na podzim 2015 model PowerEdge 4200, který byl v Komerční bance právě k tomuto výročí odstaven právě po dvaceti letech za účelem prezentace na této konferenci. „S kolegy z Intelu jsme spočítali, že nárůst výkonu u současného srovnatelného modelu je 200násobný, nemluvě o kapacitě storage, která tehdy činila 10 GB a dnes je v řádu terabajtů.“

 

Když už byla zmíněna otázka storage, i k ukládání dat už má Intel co říci, vyrábí totiž výkonné serverové SSD disky a. nedávno uvedl novou sérii SSD disků pro servery i pro datová centra.

 

Další nenápadní dodavatelé standardů

Na trhu je však mnoho nenápadných dodavatelů, o nichž vědí mnohdy jen ti, kteří datacentra stavějí – mezi největší OEM výrobce tohoto střihu patří asijští hráči jako Supermicro, Asus, QCT (Quanta), Tyan a AIC.

 

Kromě obou těchto skupin si stavějí vlastní servery (ale také síťové prvky a další) na platformě Intel největší poskytovatelé cloudu – Google, Amazon, Yahoo, Microsoft apod. Vše s ohledem na maximální efektivitu ohledně výkonnosti, spotřeby a bezpečnosti, jakou jim Intel poskytuje.

 

Nejnáročnější aplikace už na platformě Intel x86

Na platformě Intel x86 dnes běží náročné aplikace, jako například in-memory computing, která přímo podporuje zpracování velkých dat - big data. Příkladem může být SAP HANA, kde může běžet jak SAP, tak GIS nebo CAD.

 

Společným jmenovatelem pro všechny je se svými procesory Intel. Nový průmyslový standard nastolený Intelem znamená, že vendor-lock tím v mnoha případech prakticky skončil. Některé proprietární platformy jsou sice pro určité speciální úlohy stále ještě rychlejší, avšak oproti Intelu podstatně dražší. Je tomu tak kvůli malosériové výrobě, a tím i malé rozšířenosti. Sami jejich výrobci přiznávají, že není daleko doba, kdy se výkonové křivky s Xeonem protnou, a to bude prakticky znamenat jejich zánik.

 

Vendor-lock už dnes lze velmi snadno obejít, bez šperháku.

 

Inovovat znamená přežít

V současné době je dalšímu pokroku v miniaturizaci nejblíže opět Intel, který už delší dobu vyrábí 22nm technologií (Ivy Bridge ), postupně přechází na 14nm technologií, a na obzoru je již i 10nm technologie s 3D tranzistory (Skylake), což opět přinese snížení spotřeby. Jde o neustálý boj a inovace.

 

Jedním ze základních hesel spoluzakladatele Intelu, kterým byl Andy Groove a velký stratég, totiž bylo „jen paranoidní přežívají, nebo také „Byznys zkrachuje buď proto, že opustí své zákazníky, nebo že zákazníci opustí jej.“

 

Jak přežít v IT, včetně datacenter, a moci nabízet služby na úrovni doby? Jednou z šancí je inovovat svoji serverovou infrastrukturu na nové, výkonnější, bezpečnější a energeticky úspornější zařízení.

 

Datacentra a Intel

Nezanedbatelnou výhodou nových procesorů Intel x86 Xeon je právě díky stále se „zmenšující“ technologii (tj. užší šířce polovodičového kanálu P-N) stále nižší spotřeba. Ta dnes mnohdy hraje při stavbě datacentra rozhodující roli, protože servery a storage spotřebovávají elektrickou energii nejen při svém chodu, ale i na chlazení. Intel dokonce podporuje monitoring a řízení a energetické politiky serverů v datových centrech už z úrovně samotných procesorů pomocí softwarového produktu Intel Data Centre Manager.

 

Například rozdíl v uchlazení o 5° Celsia znamená nárůst spotřeby energie pro chlazení o nějakých 20 %. Proto někteří výrobci začali dodávat „horké“ servery, takže také obráceně – Google hovoří při zvýšení teploty o 1 °C ve svých datacentrech o úspoře 4 % celkových nákladů na elektrickou energii. Datacentrum společnosti Master Internet zase využívá technologii Dell Fresh Air 2.0, která umožňuje chlazení prostřednictvím tzv. freecoolingu. „Naše servery, podporující Dell Fresh Air 2.0, mohou fungovat dokonce i při 45°C,“ sdělil při otevření tohoto datacentra Leoš Vondrák, Solutions manažer v Dellu. A softwarový Vendor-lock už prakticky neexistuje.

 

Datacentra a cloud

Dnešní datacentra nabízejí různé služby, od hostingu po cloud. Základní premisou cloudu je (webový) katalog služeb, možnost uživatelské konfigurace služeb a účtování. K „naklikání“ si potřebného výkonu patří počet serverů – od virtuálních až po fyzické, počet procesorů (výkon a licencování softwaru), velikost paměti a  diskového prostoru. Účtuje se na principu pay-as-you-go, například pro jednorázový náročný výpočet, otestování řešení před zakoupením vlastní infrastruktury apod. Mezi základní služby poskytované datacentry jsou IaaS (Infrastructure as a Service), PaaS (Platform as a Service) a SaaS (Software as a Service).

 

Datacentra dneška už pracují se standardem

Příkladem spolupráce společnosti Intel s provozovateli datacenter může být lokální Cloud4Com, Master Internet, České Radiokomunikace, Prozeta, ale i další. Ostatní platformy jsou sice schopny pro služby nabídnout, zejména pro IaaS, ale většinou pouze tehdy, když si je zákazník dodá do racků sám – elektrická přípojka a chlazení jsou stejné všem, jen ty ostatní pravděpodobně spotřebují energie víc. Takové softwarové podpory je možno dosáhnout jen na základě široce rozšířeného a přijatého průmyslového standardu, kterým je platforma x86.

 

Stále existují logické snahy výrobců serverů o připoutání zákazníků k jejich řešení, ať už jde o některé speciální hardwarové konstrukce, jako například blade-servery, nebo jejich vlastní softwarová řešení server managementu, který je opět vázán na firemní hardware.

Z pohledu de facto standardu x86 však vendor-lock už prakticky neexistuje. V podání procesorů Intel Xeon jde o naplnění tří nejdůležitějších požadavků dneška – výkonu, bezpečnosti a úspornosti.