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Zukunftstrends:
was bringt 2013 für die IT?


                  TK Roadshow 2012




                                     Slide 2/30
Agenda

1) Einführung
2) Intel Thunderbolt
3) Intel SSDs
4) SAS-3 & Co
5) Codename „Haswell“
6) Resümee


                        Slide 3/30
Quelle: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Thunderbolt_logo.svg
2) Intel Thunderbolt
●   Flexibles Design
●   Besserung Stecker/Kabel
●   Vereinfachte An- und
    Zusammenschluss-Möglichkeiten
●   Skalierbare Hochgeschwindigkeits-Lösung
●   Verschiedene Protokolle tunneln
●   Schere zwischen Intern – Extern
    vermindern
●   All-in-one Expansion
    ●    Verschiedene Geräte kaskadieren
                                                                                        Slide 5/30
Quelle: Thunderbolt Technology Update and Design Considerations -IDF 2012 SF, Folie 6
Quelle: Intel Light PeakTechnology Overview, Folie 6
2) Intel Thunderbolt

●   Aktuell: PCIe und DisplayPort
    ●   Transparent getunnelt und kaskadierbar
    ●   Bi-direktional 10Gbit/s – 2 Channels per Kabel
        –   Vgl. USB 3.0 5Gbit/s
    ●   Bis zu 8,5W für Device
        –   Self powered → Host od. A/C powered




               Quelle: Thunderbolt Technology Update and Design Considerations -IDF 2012 SF, Folie 4   Slide 6/30
2) Intel Thunderbolt

●   Kompatibel mit Std. Display Port




                                                                                                  Slide 7/30
          Quelle: Thunderbolt Technology Update and Design Considerations -IDF 2012 SF, Folie 9
          Quelle: Thunderbolt Technology - Flash Memory Summit 2012, Folie 11
Quelle: Thunderbolt Technology - Flash Memory Summit 2012, Folie 15
Quelle: Intel Newsroom (newsroom.intel.com)
3) DC S3700

●   MLC-NAND Flashes
●   Kapazitäten
    ●   2,5“: 100/200/400/800 GB
    ●   1,8“: 200/400 GB
●   Leistungsaufnahme               Intel announces Intel SSD DC S3700 Series (newsroomt.intel.com)


    ●   Idle: 650mW
    ●   Active: typischerweise 6W
●   10 komplette Schreibvorgänge pro Tag
    für 5 Jahre (JESD218)
    ●   High Endurance Technology (HET)                                                 Slide 10/30
3) DC S3700

         ●   Quality of Service
              ●   99,9% der 4K-Zugriffe
                  unter 0,5ms
              ●   Random Workload
              ●   IO-Tiefe 1, 32 Workloads
         ●   Enhanced power-loss
             data protection
              ●   Alias Super Cap
         ●   AES 256bit
             Verschlüsselung
                                          Slide 11/30
3) DC S3700

●   Alte Architektur
    ●   LBA-Tracking tree in NAND
    ●   Cached in DRAM
    ●   Compress und Defrag Nodes
        → Pages zusammenfassen
    ●   NAND defragmentieren →
        Update Tree
●   Neue Architektur                Quelle: The SSD Relapse (anandtech.com)


    ●   1:1 Mapping
    ●   Viel DRAM (800GB → 1GB
        DRAM)                                                        Slide 12/30
Quelle: http://www.scsita.org/sas-logos.html
Quelle: SCSI Express - Fast and Reliable Flash Storage for the Enterprise (scsita.org), Folie 11
Quelle: http://www.nvmexpress.org/logo/
Quelle: http://www.scsita.org/library/images/MultiLink_SAS_logo_color.jpg
3) 12Gbit SAS – Ziele

●   Bestehende SAS-Architektur beibehalten
●   Abwärtskompatibilität
●   Doppelte Transferrate
    ●   Kosten/Performance und Power/Bandbreite
●   Gleiche Distanzen
    ●   Passive Copper (10M), Active Copper (10-25M),
        Optical (100M)




                                                        Slide 14/30
3) SAS-3 Neuerungen

●   MultiLink SAS – 12Gb/s und 24Gb/s LP
    ●   Standard SAS Treiber
    ●   SSDs (HA, HP)
●   Wide Ports
    ●   Simultaner Transfer zum gleichen logischen Device
    ●   Link Choice transparent vom Link Layer
        durchgeführt
    ●   Dual Port SAS
        –   Unterschiedliche SAS Adressen für jeden Port → Wide
            Port Usage eliminiert

                                                              Slide 15/30
Quelle: Connectorization DevelopmentforEnterprise Storage Bays (scsita.org), Folie 9
Quelle: Connectorization DevelopmentforEnterprise Storage Bays (scsita.org), Folie 18
3) MultiLink SAS

●   Operational Zusammenfassung




               Quelle: Module 5: Extending SASInnovation (scsita.org)
                                                                        Slide 17/30
3) Mini-SAS HD

●   Auch für 12Gbit/s
    ●   8643 internal, 8644 external




          Quelle: Advanced Connectivity Solutions Unleash SAS Potential (SCSI Trade Association White Paper)   Slide 18/30
3) SCSI express

●    SCSI Protokoll mit PCIe
       ●    SOP
       ●    SSD-Performance                                                 Quelle: SATA Express Backplane Stecker schon im Einsatz (heise.de)




Quelle: SCSI Express – Fast & Reliable Flash Storagefor the Enterprise (snia.org)
Quelle: SCSI Express Overview, Folie 4                                                                                                   Slide 19/30
3) SCSIe

●   Koexistenz von SAS/SATA und SCSIe




                 Quelle: SCSI Express Overview, Folie 7



                                                          Slide 20/30
3) SATA Express

●   SSDs können SATA Link auslasten
●   SATA Express
    ●   definiert Form-Faktoren und Stecker
    ●   Benutzt als Interface → NVMe oder AHCI




               Quelle: The Transition to PCI Express for Client SSDs (flashmemorysummit.com)   Slide 21/30
3) NVM Express

  ●    Ist nicht SCSIe, SOP, SATAe
  ●    Ist                                                                           Quelle: http://www.nvmexpress.org/logo/


         ●    Eine Spezifikation für PCIe
              SSDs
         ●    Command Set, Feature Set,
              Queuing Interface
         ●
              Standard Drivers!1
  ●    Highlights
         ●    Multipath
         ●    Reservations                                   Quelle: NVM Express and the PCI Express SSD Revolution, IDF 2012 SF
1 Vgl. http://www.nvmexpress.org/linux-driver-information/                                                            Slide 22/30
Quelle: SCSI Express - Fast and Reliable Flash Storage for the Enterprise (scsita.org), Folie 14
Quelle: Intel® Advanced Vector Extensions 2 and Bit Manipulation New Instructions, Folie 4
3) Intel Haswell

●   Weiterhin
    ●   Hyperthreading
    ●   Turbo Boost
    ●   Ring Interconnect
●   Neues Ziel: Platform Power reduzieren
●   GPU
    ●   Microsoft* DirectX*11.1, OpenGL* 4.0, OpenCL* 1.2
        support


                                                      Slide 25/30
3) Haswell - Core

●   14-19 Stages Pipeline
●   Decode und Fetch
    ●   Verbesserte Branch
        Prediction
    ●   Cache Misses Parallel
        abarbeiten
●   Instruction Level
    Parallelism
    ●   Out of Order Window
        vergrößert
●   Mehr Execution Units        Quelle: Intel® Next Generation Microarchitecture Code
                                Name Haswell: New Processor Innovations – Intel       Slide 26/30
                                IDF2012 SF, Folie 10
3) Haswell – Instruktionen

●   Advanced Vector Extensions
    ●   AVX2
●   Bit Manipulationen




               Quelle: Intel® Advanced Vector Extensions 2 and Bit Manipulation New
               Instructions, Folie 16



                                                                                      Slide 27/30
3) Haswell – Power Mgmt

●   Sleep State S0ix – Active
    Idle
●   C-States
    ●   Schnellere State
        Transmission Zeiten
    ●   Intelligentere Erkennung
        des optimalen States
●   Unabhängige Frequenz-
    Domänen
    ●   Core, GPU und LLC-Ring
        getrennt                   Quelle: Intel® Next Generation Microarchitecture Code
                                   Name Haswell: New Processor Innovations – Intel
                                   IDF2012 SF, Folie 27                                  Slide 28/30
5) Resümee



      Thunderbolt für Consumer


   Neue Schnittstellen für Server


            CPUs sparen Strom



                                     Slide 29/30
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Zukunftstrends: was bringt 2013 für die IT?

  • 2. Zukunftstrends: was bringt 2013 für die IT? TK Roadshow 2012 Slide 2/30
  • 3. Agenda 1) Einführung 2) Intel Thunderbolt 3) Intel SSDs 4) SAS-3 & Co 5) Codename „Haswell“ 6) Resümee Slide 3/30
  • 5. 2) Intel Thunderbolt ● Flexibles Design ● Besserung Stecker/Kabel ● Vereinfachte An- und Zusammenschluss-Möglichkeiten ● Skalierbare Hochgeschwindigkeits-Lösung ● Verschiedene Protokolle tunneln ● Schere zwischen Intern – Extern vermindern ● All-in-one Expansion ● Verschiedene Geräte kaskadieren Slide 5/30 Quelle: Thunderbolt Technology Update and Design Considerations -IDF 2012 SF, Folie 6 Quelle: Intel Light PeakTechnology Overview, Folie 6
  • 6. 2) Intel Thunderbolt ● Aktuell: PCIe und DisplayPort ● Transparent getunnelt und kaskadierbar ● Bi-direktional 10Gbit/s – 2 Channels per Kabel – Vgl. USB 3.0 5Gbit/s ● Bis zu 8,5W für Device – Self powered → Host od. A/C powered Quelle: Thunderbolt Technology Update and Design Considerations -IDF 2012 SF, Folie 4 Slide 6/30
  • 7. 2) Intel Thunderbolt ● Kompatibel mit Std. Display Port Slide 7/30 Quelle: Thunderbolt Technology Update and Design Considerations -IDF 2012 SF, Folie 9 Quelle: Thunderbolt Technology - Flash Memory Summit 2012, Folie 11
  • 8. Quelle: Thunderbolt Technology - Flash Memory Summit 2012, Folie 15
  • 9. Quelle: Intel Newsroom (newsroom.intel.com)
  • 10. 3) DC S3700 ● MLC-NAND Flashes ● Kapazitäten ● 2,5“: 100/200/400/800 GB ● 1,8“: 200/400 GB ● Leistungsaufnahme Intel announces Intel SSD DC S3700 Series (newsroomt.intel.com) ● Idle: 650mW ● Active: typischerweise 6W ● 10 komplette Schreibvorgänge pro Tag für 5 Jahre (JESD218) ● High Endurance Technology (HET) Slide 10/30
  • 11. 3) DC S3700 ● Quality of Service ● 99,9% der 4K-Zugriffe unter 0,5ms ● Random Workload ● IO-Tiefe 1, 32 Workloads ● Enhanced power-loss data protection ● Alias Super Cap ● AES 256bit Verschlüsselung Slide 11/30
  • 12. 3) DC S3700 ● Alte Architektur ● LBA-Tracking tree in NAND ● Cached in DRAM ● Compress und Defrag Nodes → Pages zusammenfassen ● NAND defragmentieren → Update Tree ● Neue Architektur Quelle: The SSD Relapse (anandtech.com) ● 1:1 Mapping ● Viel DRAM (800GB → 1GB DRAM) Slide 12/30
  • 13. Quelle: http://www.scsita.org/sas-logos.html Quelle: SCSI Express - Fast and Reliable Flash Storage for the Enterprise (scsita.org), Folie 11 Quelle: http://www.nvmexpress.org/logo/ Quelle: http://www.scsita.org/library/images/MultiLink_SAS_logo_color.jpg
  • 14. 3) 12Gbit SAS – Ziele ● Bestehende SAS-Architektur beibehalten ● Abwärtskompatibilität ● Doppelte Transferrate ● Kosten/Performance und Power/Bandbreite ● Gleiche Distanzen ● Passive Copper (10M), Active Copper (10-25M), Optical (100M) Slide 14/30
  • 15. 3) SAS-3 Neuerungen ● MultiLink SAS – 12Gb/s und 24Gb/s LP ● Standard SAS Treiber ● SSDs (HA, HP) ● Wide Ports ● Simultaner Transfer zum gleichen logischen Device ● Link Choice transparent vom Link Layer durchgeführt ● Dual Port SAS – Unterschiedliche SAS Adressen für jeden Port → Wide Port Usage eliminiert Slide 15/30
  • 16. Quelle: Connectorization DevelopmentforEnterprise Storage Bays (scsita.org), Folie 9 Quelle: Connectorization DevelopmentforEnterprise Storage Bays (scsita.org), Folie 18
  • 17. 3) MultiLink SAS ● Operational Zusammenfassung Quelle: Module 5: Extending SASInnovation (scsita.org) Slide 17/30
  • 18. 3) Mini-SAS HD ● Auch für 12Gbit/s ● 8643 internal, 8644 external Quelle: Advanced Connectivity Solutions Unleash SAS Potential (SCSI Trade Association White Paper) Slide 18/30
  • 19. 3) SCSI express ● SCSI Protokoll mit PCIe ● SOP ● SSD-Performance Quelle: SATA Express Backplane Stecker schon im Einsatz (heise.de) Quelle: SCSI Express – Fast & Reliable Flash Storagefor the Enterprise (snia.org) Quelle: SCSI Express Overview, Folie 4 Slide 19/30
  • 20. 3) SCSIe ● Koexistenz von SAS/SATA und SCSIe Quelle: SCSI Express Overview, Folie 7 Slide 20/30
  • 21. 3) SATA Express ● SSDs können SATA Link auslasten ● SATA Express ● definiert Form-Faktoren und Stecker ● Benutzt als Interface → NVMe oder AHCI Quelle: The Transition to PCI Express for Client SSDs (flashmemorysummit.com) Slide 21/30
  • 22. 3) NVM Express ● Ist nicht SCSIe, SOP, SATAe ● Ist Quelle: http://www.nvmexpress.org/logo/ ● Eine Spezifikation für PCIe SSDs ● Command Set, Feature Set, Queuing Interface ● Standard Drivers!1 ● Highlights ● Multipath ● Reservations Quelle: NVM Express and the PCI Express SSD Revolution, IDF 2012 SF 1 Vgl. http://www.nvmexpress.org/linux-driver-information/ Slide 22/30
  • 23. Quelle: SCSI Express - Fast and Reliable Flash Storage for the Enterprise (scsita.org), Folie 14
  • 24. Quelle: Intel® Advanced Vector Extensions 2 and Bit Manipulation New Instructions, Folie 4
  • 25. 3) Intel Haswell ● Weiterhin ● Hyperthreading ● Turbo Boost ● Ring Interconnect ● Neues Ziel: Platform Power reduzieren ● GPU ● Microsoft* DirectX*11.1, OpenGL* 4.0, OpenCL* 1.2 support Slide 25/30
  • 26. 3) Haswell - Core ● 14-19 Stages Pipeline ● Decode und Fetch ● Verbesserte Branch Prediction ● Cache Misses Parallel abarbeiten ● Instruction Level Parallelism ● Out of Order Window vergrößert ● Mehr Execution Units Quelle: Intel® Next Generation Microarchitecture Code Name Haswell: New Processor Innovations – Intel Slide 26/30 IDF2012 SF, Folie 10
  • 27. 3) Haswell – Instruktionen ● Advanced Vector Extensions ● AVX2 ● Bit Manipulationen Quelle: Intel® Advanced Vector Extensions 2 and Bit Manipulation New Instructions, Folie 16 Slide 27/30
  • 28. 3) Haswell – Power Mgmt ● Sleep State S0ix – Active Idle ● C-States ● Schnellere State Transmission Zeiten ● Intelligentere Erkennung des optimalen States ● Unabhängige Frequenz- Domänen ● Core, GPU und LLC-Ring getrennt Quelle: Intel® Next Generation Microarchitecture Code Name Haswell: New Processor Innovations – Intel IDF2012 SF, Folie 27 Slide 28/30
  • 29. 5) Resümee  Thunderbolt für Consumer  Neue Schnittstellen für Server  CPUs sparen Strom Slide 29/30