Virtualisoinnin vastavirta
Täysimittainen virtualisointi on monille turhan raskasta ja kallista. Kevytpalvelimet ja uudenlaiset prosessorit lupaavat edullisia vaihtoehtoja, jotka myös säästävät energiaa.
Trendikkään virtualisoinnin varjopuoli on sen kalleus. Ohjelmistojen käyttö edellyttää osaamista, ja opiskelu maksaa aikaa ja rahaa. Kokeilu- ja protoiluvaiheen voi minimoida ostamalla asiantuntemusta ulkoa, mutta koska virtualisoinnin asiantuntijoista ei vielä ole ylitarjontaa, työ on joka tapauksessa hintavaa.
Virtualisoinnin perustekniikat ovat saatavissa avoimen koodin ohjelmistoina tai kaupallisten käyttöjärjestelmien vakio-ominaisuuksina, mutta samaa ei voi sanoa niitä hyödyntävistä käyttötoimintojen hallinta- ja automatisointituotteista.
Suorituskapasiteetin optimointi ja vikasietoisuuden parantaminen ovat keskeisiä virtualisoinnin hyötyjä. Niiden saaminen edellyttää mittavia investointeja niin ohjelmistolisensseihin kuin osaamiseenkin.
Muutaman tuhannen euron hintaiset 2U-palvelimet ovat jo vuosia hyrränneet konesalin tavallisimpina työjuhtina. Prosessoritekniikan kehityksen myötä laitteiden tehot ovat kasvaneet niin, että ilman virtualisointia niistä on enää vaikea saada kaikkea irti. Kun teholle on riittänyt kysyntää, palvelinsuoritinten hinta ei ole laskenut läheskään samaa tahtia kuin työasemien tai kannettavien tietokoneiden suoritinten.
Virtualisoinnin laitteisiin liittyy muitakin piilokustannuksia. Kun samaan tilaan ahdetaan entistä enemmän tehoa, kasvaa myös virrankulutus. Monessa datakeskuksessa onkin jouduttu tekemään hintavia uudelleenjärjestelyjä virransyötön ja ilmastoinnin parantamiseksi.
Kevytpalvelimella on kysyntää
Muutamat laitevalmistajat ovat viime vuoden aikana ryhtyneet tarjoamaan kevyempiä palvelinvaihtoehtoja niille, jotka eivät halua puristaa laitekehikoistaan viimeisiä mipsejä ja flopseja tehokkaimpien ohjelmistojen avulla.
Kevytpalvelimille on kaiken aikaa ollut kysyntää muun muassa internetiin kytkettävissä sulautetuissa järjestelmissä. Keskeisiä vaatimuksia ovat komponenttien vähäinen virrankulutus ja alhainen yksikköhinta.
Kulutuselektroniikan komponenteista tehty palvelin riittää moneen tarpeeseen. Suurin osa maailman web-sivustoista ei palvele suuria kävijämääriä, vaan odottelee enimmän osan aikaa tyhjän panttina.
Yleiskäyttöisten kevytpalvelinten pioneereja on amerikkalainen Rackable Systems. Yhtiö tunnetaan nykyisin nimellä SGI sen ostettua konkurssikypsän takavuosien tähden Silicon Graphicsin ja otettua tämän tuotemerkin käyttöönsä viime huhtikuussa.
SGI esitteli viime vuoden alussa Microslice-arkkitehtuurinsa ja uuden iskusanan fysikalisointi. Se ei kilpaile suoritusteho-watti-suhteella, vaan lupaa halvemmalla hinnalla pienemmän virrankulutuksen ja enemmän verkkokaistaa kuin perinteiset palvelinratkaisut.
Alun perin ajatuksena oli kilpailla virtualisoinnin kanssa myymällä tiuhaan pakattuja, vähävirtaisia, muutaman sadan dollarin hintaisia yhden prosessorin palvelimia pienten web-palvelujen kaltaisiin tarkoin määriteltyihin sovelluksiin. Asiakkaiden pyynnöstä yhtiö laajensi nopeasti palvelintensa ohjelmistotuen myös virtualisointiin, mutta perusidea on ennallaan.
SGI sai ahdettua yhden kehikkoyksikön korkuisiin moduuleihin kuusi 2,5 tuuman kiintolevyllä ja gigabitin ethernet-liitännällä varustettua täydellistä palvelinta. Aluksi suorittimena oli AMD:n Athlon, mutta sen rinnalle tuli pian miniläppäreistä tuttu Intelin Atom. Seuraavaksi yhtiö aikoo ottaa käyttöön muun muassa Intelin matkamikroihin tarkoitetut Nehalem-pohjaiset Lynnfield-neliydinprosessorit. Niillä saadaan yhteen kehikkoyksikköön 24 ja yhteen kehikkoon jopa toista tuhatta ydintä.
Alkuperäisen bladen paluu
SGI on saanut jo seuraajiakin. Dell julkisti viime vuoden puolivälissä tietoja Fortuna-projektista. Yhtiö on mahduttanut 2U-laitteeseen 12 kappaletta Via-yhtiön yksiytimisiin 64-bittisiin Nano-suorittimiin pohjautuvaa palvelinta kiintolevyineen ja verkkoliitäntöineen. Yhden palvelimen virrankulutus on 15–29 wattia kuormituksen mukaan ja hinta noin neljäsataa dollaria.
Dellin tuote, viralliselta nimeltään XS11-VX8, ei tule yleiseen myyntiin, vaan se on suunnattu suurten palvelinhotellien kaltaisille asiakkaille. Yhtiö arvioi potentiaalisia ostajia uudelle tuotteelleen olevan koko maailmassa alle viisikymmentä.
Kaikki datakeskuksethan eivät nykyäänkään osta merkkivalmistajien vakiopalvelimia, joissa on kaupallinen käyttöjärjestelmä. Itse asiassa internetin näkyvimmät nimet kuten Google ja Amazon räätälöivät palvelinalustansa hyvin pitkälle itse.
Tämä kehitys ei ole jäänyt huomaamatta Inteliltäkään. Yhtiö esitteli syyskuussa ”Microserver”-prototyypin ja vei vuodenvaihteessa sen määrittelyn standardiehdotuksena käsiteltäväksi Server System Infrastructure Forumiin (ssiforum.org). Prototyyppi ei ollut kovin vaikuttava: viiden kehikkoyksikön koteloon oli pakattu 16 Lynnfield-palvelinta kiintolevyineen. Tärkeämpää olikin Intelin tuki tehokkaille kevytpalvelimille, joiden virrankulutuksen yhtiö haluaa puristaa 25–45 watin tuntumaan.
Mikropalvelinarkkitehtuuri on tuttu jo korttipalvelimista eli bladeista. Tavallaan kyseessä onkin tämän tekniikan uusi tuleminen.
Harva enää muistaa, mistä bladet ovat lähtöisin. Idean isä on RLX Technologies, joka esitteli vuonna 2001 ensimmäiset korttipalvelimet. Niissä käytettiin Transmeta-yhtiön vähävirtaisia Crusoe-prosessoreita, jotka oli alun perin tarkoitettu kannettaviin tietokoneisiin.
RLX:n laitteita ei kukaan ehtinyt tuoda Suomeen asti ennen kuin perinteiset palvelinvalmistajat jo työntyivät markkinoille omine blade-ratkaisuineen. IBM, Fujitsu ja Dell kaappasivat idean ja HP koko yhtiön. Merkkivalmistajat ovat sittemmin kehittäneet korttipalvelimista täysimittaisia virtualisointi- ja integrointialustoja, ja mikropalvelimet edustavat nyt paluuta bladen juurille.
Yhden sirun datakeskus
Aivan toisella tasolla virtualisoinnin mutkikkuutta suree Intelin teknologiajohtaja Justin Rattner. Hänen vastuullaan on nimittäin kehittää piirejä, jotka suorittavat annetut laskentatehtävät paitsi riittävän nopeasti myös mahdollisimman energiatehokkaasti.
Fysikalisointi-termi kuuluu myös Rattnerin sanavarastoon. Mies haluaa selvittää, onko tehokkaampaa virtualisoida yksi suuri, monimutkainen ja kallis suoritinydin usean prosessin kesken vai antaa kullekin prosessille oma pieni, halpa ja yksinkertainen suoritinytimensä. Virtualisointiohjelma, joka jatkuvasti jakaa suoritintehoa, vaatii sekin oman tehonsa.
Intelillä on jo vuosia ollut käynnissä Terascale-ohjelma, jossa tutkitaan massiivisesti moniytimisiä järjestelmiä. Esimerkiksi vuonna 2007 ohjelmassa julkaistiin lähinnä signaalinkäsittelysovelluksiin soveltuva 80-ytiminen Polaris-suoritin, jonka käskykanta painottui liukulukulaskentaan.
Viime joulukuun alussa oli vuorossa SCC-suoritin (Single-chip Cloud Computer), jonka 48 ydintä ovat jo pc-käyttäjällekin tuttujen käyttöjärjestelmien pyörittämiseen kykeneviä x86-prosessoreita. Siitä valmistetaan sadan kappaleen koe-erä yhtiön omia tutkimusryhmiä, akateemisia tutkimuslaitoksia ja käyttöjärjestelmäkehittäjiä varten. Sirun mukana toimitetaan sille sovitettu Linux.
Rattnerin visioissa resurssien hallinta viedään suoritintasolle asti ja virrankulutuksen hallinta on keskeinen kehittämiskohde. SCC:nkin ytimiä voi käynnistää ja ajaa alas tarpeen mukaan, ja jokainen kahden ytimen lohko voi toimia omalla kellotaajuudellaan. Näiden ominaisuuksien ansiosta sirun virrankulutus vaihtelee 25 ja 125 watin välillä.
SCC saattaa lähivuosina edetä kaupalliseksi tuotteeksi asti. Silloin fyysisten ja virtualisoitujen palvelinten välimaastoon ilmaantuvat puolikiinteät palvelininstanssit, jotka omistavat niille kulloinkin varatut ytimet kokonaan. Virtualisointiohjelman tehtäväksi jää näiden palvelinten hallinta, ja pieneen konesaliin tarvitaan toinen palvelin vain vikasietoisuuden varmistamiseksi.
