Server ARM per i futuri centri di elaborazione dati
I processori ARM, che rappresentano il cuore degli smartphone attualmente in circolazione, stanno riscuotendo sempre più successo anche in altri settori che esulano da quello mobile. I principali produttori al mondo utilizzano queste tecnologie per i computer portatili di prossima generazione, mentre gli ingegneri che iniziano a lavorare sul calcolo exascale sono rimasti affascinati dalle straordinarie prestazioni di questi strumenti in termini di efficienza energetica. L’iniziativa EUROSERVER ha anche deciso di scommettere su tale potenziale, ma questa volta lo fa per costruire centri di elaborazione dati del futuro, continuando nel contempo a offrire all’Europa un vantaggio competitivo. “La soluzione ARM rappresenta senza ombra di dubbio la tecnologia più promettente per l’Europa. Già agli albori dell’iniziativa, i progressi relativi alle capacità dei processori ARM iniziavano ad accendere l’entusiasmo di numerosi proprietari di licenze ARM interessati alle soluzioni server, specialmente in termini di mercati micro-server. Nonostante l’acquisizione da parte di SoftBank, la sede centrale di ARM rimane in Europa, con un IP europeo,” afferma Isabelle Dor, ingegnere R&D presso la Commissione francese per l’Energia atomica e le energie alternative e coordinatore del progetto EUROSERVER (Green Computing Node for European micro-servers). Nonostante questo potenziale, le aziende europee non hanno prodotto alcun chip per server ARM. “Gli ultimi anni sono stati piuttosto turbolenti per i dispositivi ARM rivolti verso il mercato server,” sostiene Dor. “Alcuni sono scomparsi, mentre altri, attualmente in vendita sul mercato, non sono stati considerati prioritari o acquisiti.” Ben presto, EUROSERVER si è imposto come il primo e solo processore europeo per micro-server, apportando notevoli miglioramenti in termini di efficienza energetica e delle risorse software e di efficacia sotto il profilo dei costi. La soluzione progettuale, che ruota attorno alle nanotecnologie basate sul silicio, alle architetture di sistemi per centri di elaborazione dati e alle innovazioni software, è stata ideata per garantire scalabilità. La sua componente fondamentale, una scheda micro-server, si presta a essere utilizzata in contesti cloud ad alta densità e in centri di elaborazione dati, nonché in applicazioni integrate, quali infrastrutture di trasporto o di telecomunicazione. Le principali innovazioni apportate dal progetto consistono in uno schema di memoria scalabile UNIMEM, una tecnologia trasparente di compressione della memoria principale in grado di massimizzare la densità e la larghezza di banda della memoria esterna, un nuovo ipervisore chiamato MicroVisor, nonché capacità software avanzate in grado di ottimizzare la condivisione delle risorse e la comunicazione all’interno del sistema. “La nostra architettura comprende una struttura innovativa basata su nodi interconnessi di “isole coerenti” di elaborazione, in grado di garantire un equilibrio ottimale tra la località dei dati e l’efficienza della trasmissione,” spiega Dor. “La struttura interna di elaborazione SoC è stata organizzata attorno a vari moduli di silicio indipendenti, noti con il nome di “chiplet”, che implementano ciascuno un’isola. L’abbinamento di questi chiplet è stato realizzato attraverso link seriali ad alta velocità mediante l’indirizzamento della memoria nativa di processo.” Tutto sommato, sono stati registrati o presentati 10 brevetti. La tecnologia MicroVisor è attualmente oggetto di nuove offerte commerciali. ONAPP, uno dei partner del progetto, collabora con ricercatori di spicco su argomenti correlati a potenziali segmenti di mercato. L’iniziativa ha anche promosso lo sviluppo di due aziende spin-off: KALEAO a Cambridge, nel Regno Unito, con laboratori a Creta e in Italia, e ZeroPoint Technologies a Chalmers, in Svezia. “KALEAO ha introdotto una straordinaria nuova generazione di applicazioni server basate sul web e realmente convergenti in grado di garantire bassi consumi energetici e capacità significative in termini di elaborazione. ZeroPoint, invece, commercializza le innovazioni progettuali nel settore della compressione della memoria nella famiglia di prodotti MaxiMem™. L’azienda mira a commercializzare i suoi primi prodotti, in grado di triplicare le capacità di memoria e l’efficacia della larghezza di banda entro l’estate del 2017,” afferma Dor. Si prevedono inoltre servizi web, piattaforme e-commerce e altri servizi informatici aziendali comuni. La piattaforma KMAX, una soluzione server che integra il MicroVisor OnApp, è disponibile in modalità preinstallata nell’edizione Appliance di Kaleao KMAX. Nel complesso, l’iniziativa EUROSERVER offre una base e un ecosistema europei per un approccio scalabile, con consumi energetici limitati e a basso costo per il settore dell’elaborazione dati. Numerosi progetti H2020 successivi nel campo delle tecnologie di base HPC sono già allineati con la visione di EUROSERVER e continueranno a sviluppare le idee fondamentali proposte dall’iniziativa per gli anni a venire.
Parole chiave
EUROSERVER, micro-server, ARM, calcolo exascale, efficienza energetica, centro di elaborazione dati, processore, ipervisore, UNIMEM, MicroVisor, KMAX