Oracle. Моторин Иларион. "Современные и перспективные системы на базе процессоров Oracle SPARC M7"

Copyright © 2015, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. |
Современные и перспективные
системы на базе процессоров
Oracle SPARC M7
Иларион Моторин
ilarion.motorin@oracle.com

Safe Harbor Statement
The following is intended to outline our general product direction. It is intended for
information purposes only, and may not be incorporated into any contract. It is not a
commitment to deliver any material, code, or functionality, and should not be relied upon
in making purchasing decisions. The development, release, and timing of any features or
functionality described for Oracle’s products remains at the sole discretion of Oracle.
3

6 процессоров за 5 лет
Oracle’s Microprocessors
201320112010 2013 2013 2015
16 x 2nd Gen cores
4 MB L3 Cache
1.65 GHz
8 x 3rd Gen Cores
4 MB L3 Cache
3.0 GHz
16 x 3rd Gen Cores
8 MB L3 Cache
3.6 GHz
12 x 3rd Gen Cores
48 MB L3 Cache
3.6 GHz
6 x 3rd Gen Cores
48 MB L3 Cache
3.6 GHz
32 x 4th Gen Cores
64 MB L3 Cache
4.13 GHz
SPARC T3 SPARC T4 SPARC T5 SPARC M5 SPARC M6 SPARC M7
Software in Silicon
• Silicon Secured Memory
• Ускорение шифрования
• Ускорение запросов
• И многое другое
}
4

Oracle SPARC M7:
Самый быстрый процессор в мире
11/30/2015 5
T5 M7 улучшение
Больше ядер 16 32 2X
Больше кэша на ядро 0.5 MB 2 MB 4X
Больше пропускная
способность памяти
79 GB/s 168 GB/s 2X
Быстрая память 163 ns 131 ns +20%
Произвоительнее I/O 32 GB/s 144 GB/s 4X
Выше тактовая
частота
3.60 GHz 4.13 GHz +15%

Pointer “B”
Pointer “R”
Pointer “Y”
приложение
память
GO
GO
Silicon Secured Memory:
Защита от несанкционированного доступа
• Silicon Secured Memory обеспечиваят
контроль доступа к памяти на уровне
микроархитектуры
– Скрытый бит “цвета” добавляется к указателю
(ключ) и области памяти (замок)
• "Цвета" должны совпадать или доступ
запрещается и приложение прерывается
– Устанавливается при выделении памяти и снимается
при освобождении памяти
• Позволяет предотвратить доступ за пределы
структур и областей, использования неверных
указателей, хакерских атак и упрощает
разработчикам отладку
Непревзойдённая безопасность и надёжность на уровне микроархитектуры
6

SPARC M7: разработан для безопасности
• 15 алгоритмов шифрования
• 25 инструкций уровня
пользователя
• 32 криптоакселераторов на
процессор
• Ускорение алгоритмов:
– Асимметричных (Public Key Encryption)
– Симметричных (Bulk Encryption)
– Дайждест (Hash Functions)
Самая полная аппаратная поддержка алгоритмов шифрования
7
Входной поток
Зашифрованный поток

Многолетняя история интеграции безопасности в SPARC
2005 2007 2010 2011
SPARC T1
SPARC T2
SPARC T3
SPARC T4, T5,
M5, M6, M7
RSA
DSA
AES
DES 3DES
DSA
ECC
MD5
RC4
RSA SHA-1
SHA-256
AES
CRC32c DES
3DES
DH
DSA
ECC
Kasumi MD5
RSA SHA-1
SHA-256
SHA-384
SHA-512
AES Camellia
CRC32c DES
3DES
DH
DSA
ECC
Kasumi MD5
RSA SHA-1
SHA-224
SHA-256
SHA-384
SHA-512
2011-2015
10 лет разработки аппаратной поддержки криптоакселераторов
8

SPARC M7: Масштабируемая безопасность
Скорость шифрования AES 128
–
T7-1
T7-2
T7-4
M7-8
M7-16
83 GB/s Crypto
332 GB/s Crypto
664 GB/s Crypto
1.3 TB/s Crypto
166 GB/s Crypto
9

SPARC M7 ощутимое преимущество на стойких алгоритмах
Значительное ускорение End-To-End шифрования
SPARC M7
32 ядра
IBM Power8
6 ядер
Intel X86 E5 v3
18 ядер
4x быстрее
X86
11x быстрее
IBM Power
AES 128-CBC: популярен для облаков и БД
SPARC M7
32 ядра
IBM Power8
6 ядер
Intel X86 E5 v3
18 ядер SHA 512-1024: распространён в банковском ПО
83 GB/s
22 GB/s
8 GB/s
84 GB/s
4.7 GB/s
2.4 GB/s
18x быстрее
X86
35x быстрее
IBM Power
10

Не поддерживается на не-SPARC платформах
Аппаратная поддержка безопасной on-line миграции
виртуальных машин (Secure Live Migration )
• Передача ответственных (biz-critical)
виртуальных машин (VM) по сети
• Образ VM шифруется при передаче:
данные в безопасности при миграции
машины
• Стойкое шифрование с
использованием надёжных ключей
• Минимальное влияние на
производительность в процессе
миграции VM
VM VM VM
SPARC T7-1
SPARC T7-1
VM
11

Oracle Database 12c: Двойной формат базы
• Построчный и
поколоночный форматы
для одной таблицы
• Оба формата доспупны и
консистентны
• Новый поколоночный
формат для аналитики и
отчётности
• Традиционный построчный
для OLTP
Память Память
SALES SALES
Построчный
формат
Поколоночный
формат
SALES
12

SQL In Silicon: Ускорение запросов в памяти
SPARC M7
Cache
SQL
Accel
SQL
Accel
SQL
Accel
SQL
Accel
Core Core Core Core
• Встроенные в чип ускорители SQL
– Независимо обрабатывает компрессированные
данные из памяти
– Сопоставимо с добавлением 32 дополнительных
ядер
– До 170 миллирардов строк в секунду!
• Освобождает ядра общего назначения для
другой нагрузки, например OLTP
• Распаковывает данные одновремено с
выполнением SQL
– аналогично 64 специализированным ядрам
13

DAX: Data Analytics Accelerator
SPARC M7 поддержка опций In-Memory
• Высокая пропускная способность подсистемы памяти SPARC M7
• DAX: распаковка данных с той же скоростью что и простое сканирование
• DAX: обслуживает простые сканы (one-step scans), сканы по диапозону (range scans)
и часть операций по джойнам с фильтрами Блума (Bloom filter joins)
SQL:
select sum(lo_extendedprice*lo_discount) as revenue
from lineorder, date_dim
where lo_orderdate = d_datekey and
d_year = 2012 and
lo_quantity between 6 and 25 and lo_discount between 1 and 3
Processes:
Decode values (DAX) & Sum aggregation (cores)
Hash Joins (cores)
Bloom Filter Joins (DAX & cores)
Scans (DAX)
Range Scans (DAX)
14

Распаковка в памяти со скоростью >120 GB/sec
SQL In Silicon: Ускорение Oracle Database 12c
Один
шаг В10 раз
быстрее
Decompress
More than Doubles data size
Read
Software
scan
Read
Write
Write
Read
DAX
Write
Несколько
шагов
SQL:
SELECT count(*)
…WHERE lo_orderdate = d_datekey
…AND lo_partkey = 1059538
AND d_year_monthnum BETWEEN 201311 AND 201312;
t
15

Copyright © 2015, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. |Copyright © 2015, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. |
Image
T7-4 Beta System
Oracle Solaris 11.3
Oracle Database
12.1.0.2 plus
bundle patch
SPARC + Oracle Database 12c In-Memory
Быстрее чем flash хранилище, скорость тем выше чем разнородне данные
быстрее
в83раза
Запросов
в час
In-Memory
+ SQL in Silicon
Flash LUN
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Единичные запуски запроса
Очень большой католог товаров
ведущего on-line продавца
Запрос: “сколько уникальных
товаров на складе?”
16

Больше пропускной способности
SPARC M7 vs. IBM Power8 SPARC M7 vs. x86 E5 v3
Локальная память SPARC M7 в 2 раза быстрее SPARC M7 в 3 раза быстрее
Удалённая память SPARC M7 в 4 раза быстрее SPARC M7 в 4 раза быстрее
Oracle
M7
Local
Memory
168 GB/s
M7
Remote
Memory
111 GB/s
IBM
Power8
Local
Memory
73 GB/s
Power8
Remote
Memory
30 GB/s
X86
E5 v3
Local
Memory
57 GB/s
E5 v3
Remote
Memory
27 GB/s
• В современных компьютерах каждый процессор имеет свою локальную память
• Когда архитекрура не сбалансирована доступ к чужой памяти может оказаться
сильно медленне чем к локальной
17

* Лучший результат для 2х проц. систем
SPECjEnterprise * PeopleSoft HR+Payroll
SPECcpu rates 1-chip (four benchmarks) PeopleSoft HR-only
SPEComp PeopleSoft Batch-only
SPECvirt2013 * PeopleSoft FMS Batch
Java Workload FLEXCUBE UBS
SAP-SD Oracle Communications ASAP Telco
E-Business Online
E-Business Order-to-Cash Batch In Memory Aggregation
E-Business Payroll Batch NoSQL YCSB
Oracle Internet Directory Graph
Oracle Stream Explorer R statistics
SPARC M7: 20 рекордов производительности
18

1,9x
1,9x
2,0x
1,9x
2,1x
2,1x
2,6x
2.5x
2,7x
4,0x
3,1x
2,4x
4,0x
General App+DB
Secure Cloud App+DB
Big Data / Mining
In Memory DB
10.8x
8.3x
Hadoop
Graph
NoSQL
R Statistics
In Memory Queries
Real Time Enterpise
In Memory Aggregation
Business Intelligence
Security
Virtualization 4-chip
Virtualization 2-chip
Java + DB
Java
PeopleSoft
ERP
От 2x до 4x быстрее чем на лучших x86 E5 v3 (на сокет)
19

(1) Заводская установка 1 (до 8 процессоров) или 2 (до 4 процессоров)
(2) 1, 2, 3 или 4 перенастраиваемых доменов
Серверы SPARC T7 и M7
T7-1 T7-2 T7-4 M7-8 M7-16
Процессоров 1 2 2 или 4 до 8 до 16
Max ядер 32 64 128 256 512
Max потоков 256 512 1 024 2 048 4 096
Max памяти .5 TB 1 TB 2 TB 4 TB 8 TB
Форм-фактор 2U 3U 5U монтаж. шкаф / 10U монтаж. шкаф
Типы доменов LDOM LDOM LDOM LDOM, PDOM 1 LDOM, PDOMs2
20

Сервер SPARC T7-1
Один процессор
SPARC M7 4.13 GHz
32 ядер, 256 потоков
До 512 GB памяти 8 или 16 DIMM, размером 16 или 32GB
6 слотов PCIe 3.0 LP До 2 из которых x16, зависит от
конфигурации
8 отсеков для
дисков 2.5”
До 8 SAS HDD или SSD
До 4 NVMe SSD
Поддерживается микс SAS и NVMe
Один контроллер SAS3 (HW RAID 0/1/10/1E)
Один свич NVMe PCIe
4 порта 10GBASE-T
2 блока питания 1000 W (1+1)
Габариты 2 RU
21

2 процессора
SPARC M7 4.13 GHz
64 ядер, 512 потоков
До 1 TB памяти 16 или 32 DIMM,
размером 16 или 32GB
8 слотов PCIe 3.0 LP
с горячей заменой
4 из которых x16
8 отсеков для 2.5”
дисков
До 6 SAS HDD или SSD
До 4 NVMe SSD
До 2х контроллеров SAS3 (HW RAID 0/1/10/1E)
До 2х свичей NVMe PCIe
2 блока питания 2000W с горячей заменой (N+N)
22

2 или 4 проц. SPARC M7 До 128 ядер, 1 024 потоков
До 2 TB памяти 8 или 16 DIMМ на процессор,
16 слотов PCIe 3.0 LP
8 из которых x16
8 отсеков для 2.5” дисков До 8 SAS HDD или SSD
До 8 NVMe SSD
Два контроллера SAS3 (HW RAID 0/1/10/1E)
До двух NVMe PCIe свичей
4 блока питания 3000W с горячей заменой (N+N)
23

Сервер SPARC M7-8
24
От 2 до 8 процессоров SPARC
M7
До 256 ядер, 2 048 потоков
2 конфигурации на выбор 1 статический домен до 8 процессоров
2 статических домена, каждый до 4 проц.
До 4 TB памяти 8 или 16 DIMM на процессор,
До 24 слотов PCIe 3.0 x16
3 слота PCIe на процессор
выделенный PCIe Root Complex
на слот
Дублированные блоки питания с горячей заменой, дублированные
системные часы
6 блоков питания 3000 W по
схеме (N+N)
3х фазное питание через PDU или 1 фазное
напрямую
Заводской монтаж в
Sun Rack II 1242
Опционально: поставка без шкафа 10 RU
(требуется шкаф глубиной 1200 мм)
24

Сервер SPARC M7-16
25
От 4 до 16 процессоров SPARC
M7
До 512 ядер, 4 096 потоков
Перенастраиваемые домены 1, 2, 3 или 4 физических домена
До 8 TB памяти 8 или 16 DIMM напроцессор,
pазмером 16 или 32GB
До 48 слотов PCIe 3.0 x16
3 слота PCIe на процессор
выделенный PCIe Root Complex
на слот
Дублированные блоки питания с горячей заменой, дублированные
системные часы, дублированный интерконнект, резервные линии и
перепосылка сообщений
16 блоков питания 3000 W по
схеме (N+N)
Два 3х фазных блока питания
Один специальный монтажный
шкаф габариты аналогичны
Sun Rack II 1242
Перестановка в другой шкаф не
поддерживается
25

 ZS3 Встроенный дисковый массив
• 160 TB (raw) Для вируальных машин и служебных данных
 QDR InfiniBand Интерконнект
• 40GB/s QDR InfiniBand "бэкплэйн"
 M7 Servers для БД и приложений
• 1 или 2 M7 сервера (Elastic Configurations)
• 2 физических домена на сервер M7, 1 - 4 процессора кажд.
• До 8TB RAM на шкаф
 Exadata Storage Servers для файлов БД Oracle
 От 3 до 11 серверов (Flex. Config.)
 High Capacity (96TB raw HDD каждый)
 Extreme Flash (12.8TB raw flash каджый)
SuperCluster M7: Архитектура
11/30/2015 26
SuperCluster M7
11/30/2015

SuperCluster M7: Elastic Conf.
Наращиваем ЦП и память
11/30/2015 27
Базовая
конфигурация
Макссимум
ЦПУ и памяти
Quantity Component
1 Rack Infrastructure
2 M7-8 Chassis
4 Physical Domains
16 CMIOU Modules 1 CPU, 0.5 TB RAM
1 ZS3-ES Storage Device
2 InfiniBand Leaf Switches
1 InfiniBand Spine Switches
6 Exadata Storage Servers
1 Management Switches
Максимум процессоров и памяти
Максимум на шкаф:
- 2 сервера M7-8
- 16 Процессоров M7
- 8 TB памяти
- 6 серверов
хранения
ADDCAPACITY

SuperCluster M7: Elastic Conf.
Наращиваем серверы
хранения
11/30/2015 Oracle Confidential 28
Максимум
серверов хранения
Quantity Component
1 Rack Infrastructure
1 M7-8 Chassis
2 Physical Domains
8 CMIOU Modules 1 CPU, 0.5 TB RAM
1 ZS3-ES Storage Device
2 InfiniBand Leaf Switches
1 InfiniBand Spine Switches
11 Exadata Storage Servers
1 Management Switches
Максимум серверов хранения
ADDCAPACITY
Максимум на шкаф:
- 1 сервер M7-8
- 8 процессоров M7
- 4 TB памяти
- 11 серверов
хранения
Базовая
конфигурация

Перспектиный процессор на базе M7: Sonoma
29

Sonoma: планируемые характеристики
30
• 8 ядер SPARC 4го поколения
(такие же как в M7)
• Оптимизированный кэш
• Продвинутая реализация
⁻ SW in Silicon
⁻ Silicon Secured Memory
⁻ DAX
• Втроенные контроллеры
⁻ DDR4
⁻ PCIe 3
⁻ InfiniBand HCA
⁻ InfiniBand Scale-Out links

Benchmark Disclosure Statement
• Copyright 2015, Oracle &/or its affiliates. All rights reserved. Oracle & Java are registered trademarks of Oracle &/or its affiliates. Other names may be trademarks of their
respective owners
• SPEC and the benchmark name SPECjEnterprise are registered trademarks of the Standard Performance Evaluation Corporation. Results from www.spec.org as of 10/25/2015.
SPARC T7-1, 25,818.85 SPECjEnterprise2010 EjOPS (unsecure); SPARC T7-1, 25,093.06 SPECjEnterprise2010 EjOPS (secure); Oracle Server X5-2, 21,504.30 SPECjEnterprise2010
EjOPS (unsecure); IBM Power S824, 22,543.34 SPECjEnterprise2010 EjOPS (unsecure); IBM x3650 M5, 19,282.14 SPECjEnterprise2010 EjOPS (unsecure).
• SPEC and the benchmark name SPECvirt_sc are registered trademarks of the Standard Performance Evaluation Corporation. Results from www.spec.org as of 10/25/2015. SPARC
T7-2, SPECvirt_sc2013 3026@168 VMs; HP DL580 Gen9, SPECvirt_sc2013 3020@168 VMs; Lenovo x3850 X6; SPECvirt_sc2013 2655@147 VMs; Huawei FusionServer RH2288H
V3, SPECvirt_sc2013 1616@95 VMs; HP ProLiant DL360 Gen9, SPECvirt_sc2013 1614@95 VMs; IBM Power S824, SPECvirt_sc2013 1371@79 VMs.
• SPEC and the benchmark names SPECfp and SPECint are registered trademarks of the Standard Performance Evaluation Corporation. Results as of October 25, 2015 from
www.spec.org and this report. 1 chip resultsSPARC T7-1: 1200 SPECint_rate2006, 1120 SPECint_rate_base2006, 832 SPECfp_rate2006, 801 SPECfp_rate_base2006; SPARC T5-1B:
489 SPECint_rate2006, 440 SPECint_rate_base2006, 369 SPECfp_rate2006, 350 SPECfp_rate_base2006; Fujitsu SPARC M10-4S: 546 SPECint_rate2006, 479
SPECint_rate_base2006, 462 SPECfp_rate2006, 418 SPECfp_rate_base2006. IBM Power 710 Express: 289 SPECint_rate2006, 255 SPECint_rate_base2006, 248 SPECfp_rate2006,
229 SPECfp_rate_base2006; Fujitsu CELSIUS C740: 715 SPECint_rate2006, 693 SPECint_rate_base2006; NEC Express5800/R120f-1M: 474 SPECfp_rate2006, 460
SPECfp_rate_base2006.
• SPEC and the benchmark name SPEC OMP are registered trademarks of the Standard Performance Evaluation Corporation. Results as of October 25, 2015 from www.spec.org and
this report. SPARC T7-4 (4 chips, 128 cores, 1024 threads): 27.9 SPECompG_peak2012, 26.4 SPECompG_base2012; HP ProLiant DL580 Gen9 (4 chips, 72 cores, 144 threads): 21.5
SPECompG_peak2012, 20.4 SPECompG_base2012; Cisco UCS C460 M7 (4 chips, 72 cores, 144 threads): 20.8 SPECompG_base2012.
• Two-tier SAP Sales and Distribution (SD) standard application benchmarks, SAP Enhancement Package 5 for SAP ERP 6.0 as of 10/23/15: SPARC T7-2 (2 processors, 64 cores, 512
threads) 30,800 SAP SD users, 2 x 4.13 GHz SPARC M7, 1 TB memory, Oracle Database 12c, Oracle Solaris 11, Cert# 2015050. IBM Power System S824 (4 processors, 24 cores, 192
threads) 21,212 SAP SD users, 4 x 3.52 GHz POWER8, 512 GB memory, DB2 10.5, AIX 7, Cert#201401. Dell PowerEdge R730 (2 processors, 36 cores, 72 threads) 16,500 SAP SD
users, 2 x 2.3 GHz Intel Xeon Processor E5-2699 v3 256 GB memory, SAP ASE 16, RHEL 7, Cert#2014033. HP ProLiant DL380 Gen9 (2 processors, 36 cores, 72 threads) 16,101 SAP
SD users, 2 x 2.3 GHz Intel Xeon Processor E5-2699 v3 256 GB memory, SAP ASE 16, RHEL 6.5, Cert#2014032. SAP, R/3, reg TM of SAP AG in Germany and other countries. More
info www.sap.com/benchmark
• Additional Info: http://blogs.oracle.com/bestperf
32

Oracle. Моторин Иларион. "Современные и перспективные системы на базе процессоров Oracle SPARC M7"

Oracle. Моторин Иларион. "Современные и перспективные системы на базе процессоров Oracle SPARC M7"

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Oracle. Моторин Иларион. "Современные и перспективные системы на базе процессоров Oracle SPARC M7"

Similar to Oracle. Моторин Иларион. "Современные и перспективные системы на базе процессоров Oracle SPARC M7" (20)

More from Expolink

More from Expolink (20)

Oracle. Моторин Иларион. "Современные и перспективные системы на базе процессоров Oracle SPARC M7"