Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»





НазваниеОтчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»
страница14/26
Дата публикации12.12.2014
Размер2.02 Mb.
ТипОтчет
100-bal.ru > Информатика > Отчет
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   26

4.2Анализ различных реализаций аппаратно-программных платформ


С учетом специфики решаемой приложением задачи наиболее рациональным является адаптация его к выбранной аппаратно-программной платформе. При этом принципиальной особенностью является то, что законченное решение должно основываться на компонентах свободно распространяемого программного обеспечения.

Как уже отмечалось выше, задача выбора аппаратно-программной платформы для построения законченного технологического решения построения сети корпоративных порталов определяет необходимость анализа и оценки существующих технических решений, представленных на рынке аппаратно-программных платформ различными производителями с учетом определенных критерием и сформулированным требованиям к ним.

Выбор той или иной аппаратной платформы и конфигурации определяется и рядом общих требований, которые предъявляются к характеристикам современных вычислительных систем.

Отношение стоимость/производительность. Появление любого нового направления в вычислительной технике определяется требованиями компьютерного рынка. Поэтому у разработчиков компьютеров нет одной единственной цели. Большая универсальная вычислительная машина (мейнфрейм) или суперкомпьютер стоят дорого. Для достижения поставленных целей при проектировании высокопроизводительных конструкций приходится игнорировать стоимостные характеристики. Суперкомпьютеры фирмы Cray Research и высокопроизводительные мейнфреймы компании IBM относятся именно к этой категории компьютеров. Другим крайним примером может служить низкостоимостная конструкция, где производительность принесена в жертву для достижения низкой стоимости. К этому направлению относятся персональные компьютеры различных клонов IBM PC. Между этими двумя крайними направлениями находятся конструкции, основанные на отношении стоимость/производительность, в которых разработчики находят баланс между стоимостными параметрами и производительностью. Типичными примерами такого рода компьютеров являются миникомпьютеры и рабочие станции.

Для сравнения различных компьютеров между собой обычно используются стандартные методики измерения производительности. Эти методики позволяют разработчикам и пользователям использовать полученные в результате испытаний количественные показатели для оценки тех или иных технических решений, и, в конце концов, именно производительность и стоимость дают пользователю рациональную основу для решения вопроса, какой компьютер выбрать.

Надежность и отказоустойчивость. Важнейшей характеристикой вычислительных систем является надежность. Повышение надежности основано на принципе предотвращения неисправностей путем снижения интенсивности отказов и сбоев за счет применения электронных схем и компонентов с высокой и сверхвысокой степенью интеграции, снижения уровня помех, облегченных режимов работы схем, обеспечение тепловых режимов их работы, а также за счет совершенствования методов сборки аппаратуры.

Отказоустойчивость – это такое свойство вычислительной системы, которое обеспечивает ей, как логической машине, возможность продолжения действий, заданных программой, после возникновения неисправностей. Введение отказоустойчивости требует избыточного аппаратного и программного обеспечения. Направления, связанные с предотвращением неисправностей и с отказоустойчивостью, - основные в проблеме надежности. Концепции параллельности и отказоустойчивости вычислительных систем естественным образом связаны между собой, поскольку в обоих случаях требуются дополнительные функциональные компоненты. Поэтому, собственно, на параллельных вычислительных системах достигается как наиболее высокая производительность, так и, во многих случаях, очень высокая надежность. Имеющиеся ресурсы избыточности в параллельных системах могут гибко использоваться как для повышения производительности, так и для повышения надежности. Структура многопроцессорных и многомашинных систем приспособлена к автоматической реконфигурации и обеспечивает возможность продолжения работы системы после возникновения неисправностей.

Следует помнить, что понятие надежности включает не только аппаратные средства, но и программное обеспечение. Главной целью повышения надежности систем является целостность хранимых в них данных.

Масштабируемость. Масштабируемость представляет собой возможность наращивания числа и мощности процессоров, объемов оперативной и внешней памяти и других ресурсов вычислительной системы. Масштабируемость должна обеспечиваться архитектурой и конструкцией компьютера, а также соответствующими средствами программного обеспечения.

Добавление каждого нового процессора в действительно масштабируемой системе должно давать прогнозируемое увеличение производительности и пропускной способности при приемлемых затратах. Одной из основных задач при построении масштабируемых систем является минимизация стоимости расширения компьютера и упрощение планирования. В идеале добавление процессоров к системе должно приводить к линейному росту ее производительности. Однако это не всегда так. Потери производительности могут возникать, например, при недостаточной пропускной способности шин из-за возрастания трафика между процессорами и основной памятью, а также между памятью и устройствами ввода/вывода. В действительности реальное увеличение производительности трудно оценить заранее, поскольку оно в значительной степени зависит от динамики поведения прикладных задач.

Возможность масштабирования системы определяется не только архитектурой аппаратных средств, но зависит от заложенных свойств программного обеспечения. Масштабируемость программного обеспечения затрагивает все его уровни от простых механизмов передачи сообщений до работы с такими сложными объектами как мониторы транзакций и вся среда прикладной системы. В частности, программное обеспечение должно минимизировать трафик межпроцессорного обмена, который может препятствовать линейному росту производительности системы. Аппаратные средства (процессоры, шины и устройства ввода/вывода) являются только частью масштабируемой архитектуры, на которой программное обеспечение может обеспечить предсказуемый рост производительности. Важно понимать, что простой переход, например, на более мощный процессор может привести к перегрузке других компонентов системы. Это означает, что действительно масштабируемая система должна быть сбалансирована по всем параметрам.

Совместимость и мобильность программного обеспечения. Концепция программной совместимости впервые в широких масштабах была применена разработчиками системы IBM/360. Основная задача при проектировании всего ряда моделей этой системы заключалась в создании такой архитектуры, которая была бы одинаковой с точки зрения пользователя для всех моделей системы независимо от цены и производительности каждой из них. Огромные преимущества такого подхода, позволяющего сохранять существующий задел программного обеспечения при переходе на новые (как правило, более производительные) модели были быстро оценены как производителями компьютеров, так и пользователями и начиная с этого времени практически все фирмы-поставщики компьютерного оборудования взяли на вооружение эти принципы, поставляя серии совместимых компьютеров. Следует заметить, что со временем даже самая передовая архитектура неизбежно устаревает и возникает потребность внесения радикальных изменений в архитектуру и способы организации вычислительных систем [76].
Основные аппаратные платформы.

В настоящее время существует несколько широко применяемых компьютерных платформ (архитектур), на базе которых возможна организация сервера. К ним относятся: POWER, SPARC, x86-64, IA-64, z/Architecture. Первая и последняя созданы и поддерживаются IBM, SPARC - широко применяется Oracle, последние две являются продуктами AMD и Intel соответственно. IA-64 является достаточно специфической платформой, а z/Architecture применяется для построения мейнфреймов, поэтому рассмотрим первые три.
IBM POWER.

Системы на основе процессоров POWER7 – это первое поколение «разумных» систем, конструкция которых позволяет автоматически оптимизировать мощность и производительность рабочих нагрузок на уровне всей системы и отдельной виртуальной машины. Системы на базе процессоров POWER7 обеспечивают высокую производительность в расчете на процессорное ядро, широкий диапазон масштабируемости с возможностью постепенного увеличения производительности и емкости. К основным возможностям архитектуры POWER7 относятся:

  • TurboCore - для достижения максимальной производительность баз данных на ядро;

  • MaxCore для дублирования, обеспечения высокой емкости и производительности системы;

  • Интеллектуальная технология многопоточности для возможности использования. большего числа потоков при увеличении рабочих нагрузок;

  • Технология Intelligent Cache для оптимизации использования кэш-памяти с возможностью ее перемещения между ядрами;

  • Intelligent Energy для снижения энергопотребления при низкой нагрузке на систему. При этом возможно достичь максимальной производительности при соответствующих температурных условиях;

  • Двухъядерные процессоры с высокой частотой с превосходной. производительностью в большинстве эталонных тестов серверов;

  • Надежность уровня мэйнфреймов;

  • Active Memory Expansion - больший объем памяти для запуска ёмких приложений, таких как SAP;

  • Функция Processor Instruction Retry - повторение инструкций;

  • Функция Alternate Processor Recovery - восстановление на альтернативных процессорах;

  • Модульный рост с линейной масштабируемостью;

  • Гибкость расширения на всех уровнях системы - от blade-серверов до серверов уровня предприятия;

  • Технология EnergyScale, позволяющая оптимизировать энергопотребление;

  • Средства управления и настройки потребления энергии Live Partition Mobility и Live Application Mobility для поддержки доступности системы во время обслуживания или перемещения приложений на другой сервер;

  • Параллельные обновления микропрограммного обеспечения и операционной системы для поддержки постоянной доступности приложений.

Linux на платформе Power Systems вместе с PowerVM – это масштабируемая, виртуализированная альтернатива Linux на платформе x86-64 [77].
Oracle SPARС.

Серверы SPARC включают множество функций RAS (Служба удаленного доступа), которые обычно присутствуют только в самых дорогих системах класса мэйнфреймов.

  • система управления XSCF (eXtended System Control Facility) с функциями мониторинга и управления;

  • изоляция ошибок;

  • полная защита с кодом коррекции ошибок и расширенным кодом коррекции ошибок;

  • предиктивное самовосстановление;

  • повтор команд процессора;

  • динамическая деградация кэш-памяти 1 и 2 уровня.

Высокая масштабируемость и расширяемость у серверов SPARC не ограничивается только одной конфигурацией. Возможно масштабировать сервер по мере потребностей.

Благодаря мгновенному развертыванию и готовности серверы SPARC просто интегрировать в существующую инфраструктуру. Поскольку он готов к эксплуатации непосредственно с момента приобретения. Так же важны возможности масштабируемости:

  • полная совместимость с более ранними приложениями Solaris;

  • возможность модернизации в том же корпусе;

  • безопасный перенос приложений (вписывается в имеющуюся инфраструктуру);

  • встроенные порты ввода-вывода и диски ускоряют интеграцию [78].


Платформа x86-64/AMD64.

Господствующая последнее десятилетие архитектура IA32 (Intel Architecture 32) предлагает 4 Гб (2^32) оперативной памяти, из которой приложению обычно доступно только 2 Гб, различные блоки регистров, а также наборы инструкций, которые должны повысить производительность системы без повышения такого абстрактного параметра как частота процессора.

Решением проблемы ограничений современных 32-битных машин в какой-то степени стало появление 64-битных архитектур SPARC64 и Intel Itanium. Однако они предназначены для hi-end систем и недоступны в качестве дешевых решений. По настоящему массовыми стали архитектура AMD64 компании AMD и ее реализации EM64T компании Intel. Архитектура AMD64 в настоящее время реализована в процессорах всех классов: мобильных, рабочих станциях, серверах.

Архитектура AMD x86-64 простое, но в то же время мощное обратно-совместимое расширение устаревшей промышленной архитектуры x86. Она добавляет 64-битное адресное пространство и расширяет регистровые ресурсы для поддержки большей производительности для перекомпилированных 64-битных программ, обеспечивая поддержку устаревшего 16-битного и 32-битного кода приложений и операционных систем без их модификации или перекомпиляции.

Основными достоинствами архитектуры AMD x86-64 являются:

  • 64-битное адресное пространство;

  • расширенный набор регистров;

  • привычный для разработчиков набор команд;

  • возможность запуска старых 32-битных приложений в 64-битной операционной системе;

  • возможность использования 32-битных операционных систем [79].

В современных условиях развития информационных технологий происходит унификация характеристик и свойств высокотехнологичной продукции, с точки зрения конечного потребителя, и, соответственно, сокращение количества представленных на рынке альтернативных аппаратных решений. Эта глобальная тенденция привела к тому, что основные показатели надежности и производительности оборудования становятся сопоставимы и коррелируемы для решения смежных задач. В этой связи ключевым фактором оптимального выбора является четкое определение потребности приложения в необходимых вычислительных ресурсах и стоимость тех решений (приобретения и владения), которые обеспечивают потребности решаемой задачи соответствующими вычислительными ресурсами. Ниже приведен анализ наиболее распространенных решений, широко представленных на рынке аппаратно-программных платформ.

С целью оценки рассмотренных выше аппаратно-программных платформ экспертным путем определены весовые коэффициенты (значимость) основных критериев из расчета, что суммарный вес всех показателей равен 100, а также оценочные параметры значения данных критериев для соответствующих платформ (1 – удовлетворительно; 2 – хорошо; 3 – отлично). Результаты данного анализа представлены в
таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Сравнительная оценка аппаратно-программных платформ

Наименование критерия

Вес критерия

IBM POWER

Oracle SPARC

Intel/ADM x86-64

Надежность функционирования

20

3

3

2

Стоимость установки и эксплуатации

40

2

1

3

Отказоустойчивость работы

20

2

2

1

Взаимозаменяемость компонентов и ремонтопригодность

15

1

1

2

Масштабируемость

5

3

3

2

Итого

100

210

170

220


Взяв в расчёт информацию из сводной таблицы и факт того, что у небольших организаций зачастую в наличии есть сервера только на базе x86-64, выбор основы для разработки системы однозначно падает на доминирующую архитектуру в сегменте бюджетных решений. По данным ресурса tpc.org лучшие результаты в категории цена/производительность показывают системы, основанные на архитектуре x86-64.
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   26

Похожие:

Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» iconОтчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой...
В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» iconОтчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой...
В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» iconОтчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой...
В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» iconОтчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой...
В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» iconОтчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой...
В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» iconОтчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой...
В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» iconОтчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой...
В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» iconОтчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой...
В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» iconОтчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой...
В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» iconОтчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой...
В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» iconОтчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой...
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» iconОтчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» iconОтчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой...
Санкт-петербургский государственный электротехнический университет «лэти» им. В. И. Ульянова (ленина)
Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» iconОтчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» iconОтчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» iconОтчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой...
«Разработка новых методов индивидуальной коррекции сводно-радикального статуса при бактериальных инфекциях»


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск