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技術資料

HP ProLiant サーバ

目次

概要 / はじめに
  高性能テクノロジ
  高可用性テクノロジ
  管理テクノロジ
  保守性機能
  まとめ / 詳細情報 / 情報提供

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HP 8-Way ProLiantサーバテクノロジ


高性能テクノロジ

 
8-Way ProLiantサーバは、業界をリードする、パワフルな分散エンタープライズコンピューティングソリューションです。これらのサーバを対象として、HPでは、I/O、プロセッサ、およびメモリの要件を満たす高い帯域幅と性能を提供するため、インテル® Xeon™プロセッサMPをベースとしたF8アーキテクチャを開発しました。
 

F8チップセットアーキテクチャ


8-Wayアーキテクチャは、HPの設計によるF8チップセット(図1)を基盤としています。このアーキテクチャでは、特許出願中のHPホットプラグRAIDメモリを備えたメモリコントローラ5個とマルチポートクロスバースイッチ1個が使用されています。

図1:F8チップセットアーキテクチャのブロック図

図1:F8チップセットアーキテクチャのブロック図

F8チップセットは、以下をサポートします。

  • 最大8個のインテルXeonプロセッサMP
  • ポイントツーポイント接続の400メガ転送/秒(MT/s)のメモリコントローラ5個による、8.5ギガバイト/秒(GB/s)の総メモリ帯域幅
  • 2GB DIMMによる最大64GBのアドレス可能メモリ
  • ホットプラグRAIDメモリ
  • マルチポートクロスバースイッチによる、メモリ、プロセッサ、およびI/Oへの、独立したノンブロッキングアクセス
  • PCIホットプラグコントローラ1個が内蔵された、最大4個の業界標準PCI-Xブリッジ
F8アーキテクチャの詳細は、下記にある『HP F8 Architecture』をお読みください。
ftp://ftp.compaq.com/pub/supportinformation/papers/tc0304013tb_rev0_us.pdf

XeonプロセッサMP


XeonプロセッサMPは、第7世代IA-32プロセッサのPentium® 4ファミリーのマルチプロセシングバージョンです。XeonプロセッサMPは、ハイエンドのx86ワークステーションとサーバでの使用を目的として設計されました。

XeonプロセッサMPには、大規模なメモリ集中型のサーバアプリケーションのニーズを満たすため、プロセッサの利用効率を高めるIntelのハイパー スレディング技術が採用されています。ハイパースレディング技術では、1個のプロセッサで2つの別々のスレッドを同時に実行できるとともに、全体的性能が最良となる順序で、プロセッサが命令を実行できます。

XeonプロセッサMPでは、プロセッサロジックと同じダイ上にレベル2(L2)のキャッシュがおかれています。フルスピードバックサイドバスの帯域幅は高く、レイテンシは低いので、よく使われるデータに効率良くアクセスできます。Xeon MPのダイには、レベル3(L3)のキャッシュも搭載されています。このキャッシュのサイズとして、2メガバイト(MB)と4メガバイトのどちらかを選ぶことができます。

Xeon MPバスは、100メガヘルツ(MHz)で動作し、Quad-Pumped(4倍速)データ転送により、実効データ転送周波数400 MT/sと最大理論帯域幅3.2GB/sを実現しています。さらに、Pentium 4命令セットには、これまでより高いレベルのマルチメディアアプリケーション性能を実現する、Streaming Single Instruction Multiple Data (SIMD) Extensions 2として知られる76個の命令が新たに組み込まれています。

XeonプロセッサMPでは、従来のプロセッサのout-of-order実行モデルが拡張されているとともに、トレースキャッシュと呼ばれる、分岐予測を向上させる新しいタイプのキャッシュが採用されています。out-of-order実行と分岐予測が改善されることで、プロセッサ性能が著しく向上しています。


メモリサブシステム


F8アーキテクチャの改良点の中で最も重要な意味を持つものは、おそらく、業界標準サーバの可用性、スケーラビリティ、フォールトトレランスを向上させる、ホットプラグRAIDメモリを採用したことです。F8メモリコントローラも、Xeon MPバス速度を処理するメモリ帯域幅を大幅に向上させ、従来のバス速度の4倍速を実現しています。

F8チップセットにはHP開発のメモリコントローラ5個が使用されており、これによって、業界標準PC133 SDRAM(シンクロナス ダイナミック ランダム アクセス メモリ)を搭載した5つのカートリッジを制御します。各カートリッジは、2つのメモリチャネルへ1.06 GB/sのパスを持つ、1つのデュアルメモリコントローラで構成され、メモリカートリッジ内の総帯域幅は、2.12 GB/sとなります。5つのメモリカートリッジのうち、1つのメモリカートリッジはパリティ情報の格納専用であるため、このアーキテクチャの実効帯域幅は4つのメモリコントローラを合計した、8.5 GB/sとなります。メモリコントローラと外部のクロスバーは、200-MHzのDouble-Pumped(2倍速)でポイントツーポイント接続されており、メモリインタフェースの実効データ転送速度は、400 MT/sとなっています。

2つのメモリチャネルはキャッシュラインをインタリーブしており、1つのアドレス範囲を共有します。メモリコントローラが書き込みトランザクションを行うと、偶数アドレスのキャッシュラインは一方のメモリチャネルに書き込まれ、それと同時に、奇数アドレスのキャッシュラインは他方のメモリチャネルに書き込まれます。特定のアドレス範囲が他のアドレス範囲より頻繁にアクセスされる傾向があり、その場合にはメモリに「ホットスポット」が発生するので、キャッシュラインインタリーブは有効な方法です。インタリーブにより、メモリコントローラは使用率が高いロケーションを2つのチャネルに分散させることができます。すべてのアクセスのほぼ半数が偶数、残りのほぼ半数が奇数であるからです。

各メモリコントローラは最大8個のDIMMをサポートするので、2GB DIMMを使用したときの最大使用可能メモリは64 GBです。


F8クロスバースイッチ


F8アーキテクチャの主な特長の1つは、ノンブロッキングなマルチポートクロスバースイッチが採用されていることです。このスイッチにより、プロセッサ、I/O、メモリの間の同時通信が可能となるため、プロセッサ速度と周辺装置帯域幅が向上します。F8チップセットには、プロセッサバス上の不要なsnoopサイクルを除去(フィルタリング)する、キャッシュ コヒーレンシ フィルター、つまりキャッシュアクセラレータも搭載されています。

HPのエンジニアは、バス効率を高めるためにF8クロスバースイッチを設計しました。設計の特長は、次のとおりです。

  • 128のキャッシュラインを保持できる、大規模な改良型バッファ
  • 並列実行できるトランザクション数を増やすための、読み込みポート13個と書き込みポート4個
  • 4-Wayマルチプロセシングを超えるスケーリング機能を大幅に高めるための、特許出願中のアルゴリズムによる最適化されたクロスバストラフィック

I/Oサブシステム


PCIホットプラグテクノロジとProfusionチップセット(F8チップセットの前身であるHP製品)用I/Oコントローラの開発、およびPCI-Xテクノロジの共同開発によって実証されているとおり、HPは業界標準I/Oサブシステムの技術革新をリードしています。

この専門知識を活用し、HPではF8チップセットと周辺装置との間に高性能データパスを提供する業界標準PCI-Xブリッジの開発において、チップセットベンダーを支援してきています。HPは最大4個の業界標準PCI-Xブリッジをサポートする、F8チップセットを設計しました。PCI-Xブリッジは、200MHzでdouble-pumped(2倍速)のポイントツーポイント接続で動作させることができ、これによりF8チップセットは、400 MT/sの実効データ転送を実現できるようになりました。クロック信号とデータが同時に送り出されるため、信号の劣化は最小限に抑えられソース信号は必ず受信側と同期するので、より有効なデータ伝送となります。

各PCI-Xブリッジは、64ビットPCI-Xバスセグメントを2つサポートします。8個のバスセグメントの1つずつを、33MHzまたは66MHzで動作するPCIモードで実行するよう個別に設定することも、66MHzまたは100MHzで動作するPCI-Xモードで実行するよう個別に設定することもできます。どちらのモードも、HPが開発しライセンス供与している統合コントローラを使用してPCIホットプラグをサポートします。


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