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技術資料

HP ProLiant サーバ

目次

はじめに/HP BladeSystemのモジュール式インフラストラクチャの概要
  サーバブレード アーキテクチャ
  ネットワークおよびストレージインターコネクト
  電源インフラストラクチャ/導入管理/将来の開発
  結論/関連情報

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HP BladeSystem テクノロジ


サーバブレード アーキテクチャ

  HP ProLiant BL p-Classサーバブレードは、高いパフォーマンスを実現するように設計されていますので、共通の重要なテクノロジを多く共有しています。以下の項では、各製品の高可用性および高パフォーマンス機能と、プロセッサ、メモリ、およびI/Oサブシステム内の重要なテクノロジについて説明します。  

HP ProLiant BL20p G3

HPは、2002年下半期に、HP ProLiant BL20pサーバブレードとともにBL p-Classシステムを発表しました。 その製品の第3世代、HP ProLiant BL20p G3サーバブレードは、最新のIA-32プロセッサ、内蔵Gigabit NIC (LAN on Motherboard (LOM)1としても知られています)、およびダブルデータレート(DDR2)メモリテクノロジを使用して、さらに高いパフォーマンスを実現します。また、お客様のSANの実装に利用できるファイバチャネル接続も可能です。

各HP ProLiant BL20p G3サーバブレードには、以下の機能があります。
  • 最大2基のハイパースレッディングおよびEM64テクノロジを搭載したインテル® Xeon® プロセッサ(800MHzのフロントサイドバス)。本書の執筆時点で入手可能なプロセッサは、2.8GHz以上の周波数、1MBのオンダイ2次(L2)キャッシュを備えたものです。
  • 業界標準のインテル® E7520チップセット
  • 4個のDIMM (Dual Inline Memory Module)スロット。各最大2GB、最大容量8GBのPC2-3200 ECC (Error Checking and Correcting) DDR2 SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory)をサポート
  • デュアルポート、2Gb/秒ファイバチャネル メザニンカードをSANのサポートに使用可能
  • 3.5インチのホットプラグ対応SCSIユニバーサル ディスクドライブ2台をブレードに内蔵。ブレードは、10Kのドライブと15Kのドライブの両方をサポートし、300GBのディスクドライブを使用して最大600GBの内蔵ストレージを実現します。
  • 内蔵Smartアレイ6iコントローラ、オプションでバッテリバックアップ式書き込みキャッシュイネーブラ付き。RAID 0 (ドライブストライピング)またはRAID 1 (ドライブミラーリング)を使用して、サーバブレードに格納されたデータを保護することができます2
  • WOL (Wake-On-LAN )およびPXE (Pre-boot eXecution Environment)対応の内蔵NC7781 10/100/1000T Gigabit Ethernet NIC 4枚
  • 内蔵Lights-Out (iLO)ポートを使用した管理専用の内蔵10/100T Fast Ethernet NIC 1枚。
  • 完全なバーチャルプレゼンスとコントロールを提供する内蔵Lights-Out (iLO)管理プロセッサ3 。HP ProLiant BL20p G3サーバブレードは、出荷時にiLOアドバンスト機能が有効になっているので、グラフィカル リモート コンソールと仮想メディア機能を完全に使用することができます。iLOプロセッサについては、「管理」の項で詳しく説明します。
  HP ProLiant BL20p G3サーバブレードは、6U HP BladeSystem p-Classサーバブレードエンクロージャに直接格納します。各ブレードエンクロージャには、最大8枚のブレード(最大16基のプロセッサ)を収容することができます。
 
1 LOMはEthernet機能を直接システムボード上に組み込むので、Ethernet接続用にI/Oスロットを使用する必要はありません。
2 Smartアレイ6iコントローラの詳細は、http://h18000.www1.hp.com/products/servers/proliantstorage/
arraycontrollers/index.html
(英語)を参照してください。
3 内蔵Lights-Outの詳細は、http://h50146.www5.hp.com/products/servers/proliant/essentials/を参照してください。

HP ProLiant BL25p

HP ProLiant BL25pサーバブレードは、BL20pと似ていますが、AMD® Opteron™ プロセッサベースのアーキテクチャを特徴としています。BL25pは、デュアルプロセッサをサポートし、内蔵Gigabit NICとDDRメモリテクノロジを備えています。また、お客様のSANの実装に利用できるファイバチャネル接続も可能です。

各HP ProLiant BL25pサーバブレードには、以下の機能があります。
  • 最大2基の1GHz HyperTransport™バス搭載のシングルコアまたはデュアルコアAMD® Opteron™ プロセッサ。シングルコアプロセッサは、現在、最大2.6GHzの周波数と1024KB (1MB)以上の2次キャッシュで提供されています。デュアルコアプロセッサは、現在、最大2.2GHzの周波数と、コアあたり1024KB (1MB)以上の2次キャッシュで提供されています。
  • シングルコアプロセッサに対して68W CPU電源仕様
  • AMD® 8000シリーズチップセット
  • 2×1インターリーブメモリをサポートする8個のDIMMスロットで、最大容量16GBのPC3200 ECC DDR SDRAMをサポート
  • 3.5インチのホットプラグ対応SCSIユニバーサル ディスクドライブ2台をブレードに内蔵。ブレードは、10Kのドライブと15Kのドライブの両方をサポートし、300GBのディスクドライブを使用して最大600GBの内蔵ストレージを実現します。
  • デュアルポート、2Gb/秒ファイバチャネル メザニンカードをSANのサポートに使用可能
  • 内蔵Smartアレイ6iコントローラ、オプションでバッテリーバックアップ式書き込みキャッシュイネーブラ付き
  • WOL (Wake-On-LAN )およびPXE (Pre-boot eXecution Environment)対応の内蔵NC7781 10/100/1000T Gigabit Ethernet NIC を4枚搭載(デュアルポートNC7782が1つとシングルポートNC7781が2つ)
  • 内蔵Lights-Out (iLO)管理ポートを使用した専用の10/100T Fast Ethernet NIC 1枚
  • 完全なバーチャルプレゼンスとコントロールを提供するiLO管理プロセッサ5 。HP ProLiant BL25pサーバブレードは、出荷時にiLOアドバンスト機能が有効になっているので、グラフィカル リモート コンソールと仮想メディア機能を完全に使用することができます。
  HP ProLiant BL25pサーバブレードは、6U HP BladeSystem p-Class拡張サーバブレード エンクロージャに直接格納します。各ブレードエンクロージャには、最大8枚のブレード(最大16基のプロセッサ)を収容することができます。

HP ProLiant BL30p

HP ProLiant BL30pは、NASおよびSAN外部ストレージ ソリューションを最大限に活用する環境に理想的な高パフォーマンスの2プロセッサ サーバブレードです。各BL30pサーバブレードには、以下の機能があります。
  • 最大2基のハイパースレッディング テクノロジ、533MHzフロントサイドバス、および2MB 3次(L3)キャッシュを搭載したインテル® Xeon® DPプロセッサ(3.06GHz以上)
  • 業界標準のServerWorks GC-LEチップセット
  • 2個のDIMMスロットにより、最大容量4GBのPC2100 ECC DDR SDRAMをサポート
  • スモールフォームファクタ ノンホットプラグ60GB ATAドライブを2台サポート
  • 2枚のNC7781 10/100/1000T Gigabit NIC (メザニンカード上に内蔵)
  • 完全なバーチャルプレゼンスとコントロールを提供するiLO管理プロセッサを使用した管理専用の内蔵10/100T Fast Ethernet NIC 1枚
  • デュアルポート ファイバチャネル アダプタ(2GB)オプションによるSAN接続
 
4 内蔵Lights-Outの詳細は、http://h50146.www5.hp.com/products/servers/proliant/essentials/を参照してください。
  HP ProLiant BL30pサーバブレードは、HP BladeSystem p-Classサーバブレードスリーブに格納します。サーバブレードスリーブには、1枚または2枚のサーバブレードを収容することができます(図2参照)。ブレードスリーブは、6U HP BladeSystem p-Class拡張サーバブレードエンクロージャに取り付けます。拡張サーバブレードエンクロージャには、最大8枚のブレードスリーブを収容することができます。すなわち、サーバブレードエンクロージャ1台に、16枚のBL30pサーバブレード(最大32基のプロセッサ)を収容することができます。
 
図2 HP BladeSystem p-Class blade sleeve with two ProLiant BL30p server blades
図2 HP BladeSystem p-Class blade sleeve with two HP ProLiant BL30p server blades

HP ProLiant BL35p

HP ProLiant BL35pは、コンピューティング密度と消費電力が重要な考慮事項になる環境に理想的な高パフォーマンスの2プロセッサ サーバブレードです。各BL35pサーバブレードには、以下の機能があります。
  • 最大2基のHyperTransport™テクノロジ搭載シングルコア(800MHz)またはデュアルコア(1GHz) AMD® Opteron™ プロセッサ。現在入手可能なシングルコアプロセッサは、最大2.4GHzの周波数で、1024KB (1MB)の2次キャッシュを備えています。現在入手可能なデュアルコアプロセッサは、最大2.2GHzの周波数で、コアあたり1024KB (1MB)の2次キャッシュを備えています。
  • シングルコアまたはデュアルコアプロセッサに対して68W CPU電源仕様
  • AMD® 8000シリーズチップセット
  • 4個のDIMMスロットにより、最大容量8GBのPC3200 (400MHz) DDR SDRAM、1024MB (1GB)または2048KB (2-MB)の標準構成をサポート
  • スモールフォームファクタ ノンホットプラグ60GB ATAドライブを2台サポート
  • 2枚のNC7781 10/100/1000T Gigabit NIC (メザニンカード上に内蔵)
  • 完全なバーチャルプレゼンスとコントロールを提供するiLO管理プロセッサを使用した管理専用の内蔵10/100T Fast Ethernet NIC 1枚
  • デュアルポート ファイバチャネル アダプタ(2GB)オプションによるSAN接続
  HP ProLiant BL35pサーバブレードは、HP BladeSystem p-Classブレードスリーブに格納します。サーバブレードスリーブには、2枚のサーバブレードを収容することができます。ブレードスリーブは、6U HP BladeSystem p-Classブレードエンクロージャに取り付けます。ブレードエンクロージャには、最大8枚のブレードスリーブを収容することができます。すなわち、ブレードエンクロージャ1台に、16枚のBL35pサーバブレード(最大32基のプロセッサ)を収容することができます。

HP ProLiant BL40p

HP ProLiant BL40pは、バックエンドのエンタープライズ空間向けに開発された4プロセッサ サーバブレードです。BL2xpサーバブレードおよびBL3xpサーバブレードと比較して、BL40pは、さらに容量の大きい内部ストレージ、メモリ容量の増設、オンラインスペア テクノロジ、ネットワーク接続用に追加されたGigabit NIC、およびリダンダントSAN接続およびクラスタリングを実現する2個のPCI-Xスロットを特徴としています。

最大2枚のBL40pブレードは、1台のHP BladeSystem p-Classサーバエンクロージャに装着することができます。また、エンクロージャは、BL40pブレードと、BL2xp、BL45、BL3xpサーバブレードのいずれか、またはすべてとの混在構成もサポートします。この柔軟性によって、同じ電源、ネットワーク、および管理インフラストラクチャを維持しながら、BL p-Classサーバブレードを1台のエンクロージャ内に混在させることができます。BL40pサーバブレードには、以下の機能があります。
  • 最大4基のインテル® Xeon® MPプロセッサ(2.2GHz、2MBキャッシュ搭載または3.0GHz、4MBキャッシュ搭載)
  • 業界標準のServerWorks GC-LEチップセット
  • スロットあたり最大2GBをサポートする6個のDIMMスロットにより、最大容量12GBのPC2100 ECC DDR SDRAMメモリをサポート
  • オンラインスペア テクノロジを搭載したアドバンスト メモリ プロテクション
  • 2個の業界標準のPCI-Xスロット(64ビット、100MHz)により、リダンダント ファイバチャネル接続を実現
  • 3.5インチのホットプラグ対応SCSIユニバーサル ディスクドライブ4台をブレードに内蔵。ブレードは、10Kのドライブと15Kのドライブの両方をサポートし、300GBのディスクドライブを使用して最大1200GBの内蔵ストレージを実現します。
  • 内蔵Smartアレイ5i Plusコントローラ、バッテリバックアップ式書き込みキャッシュ オプション付き(モデルによっては標準装備)。RAID 0(ドライブストライピング)、RAID 1(ドライブミラーリング)、またはRAID 5(分散データ保護)を使用して、サーバブレードに格納されたデータを保護することができます。
  • WOLおよびPXE対応の内蔵NC7781 10/100/1000T Gigabit Ethernet NIC 5枚
  • iLO管理専用の内蔵10/100T Fast Ethernet NIC 1枚
  • 完全なバーチャルプレゼンスとコントロールを提供するiLO管理プロセッサ 1基。HP ProLiant BL40pサーバブレードは、出荷時にiLOアドバンスト機能が有効になっているので、グラフィカル リモート コンソールと仮想メディア機能を完全に使用することができます。iLOプロセッサについては、「管理」の項で詳しく説明します。
  HP ProLiant BL40pサーバブレードは、6U HP BladeSystem p-Classサーバブレード エンクロージャに直接格納します。サーバブレード エンクロージャ1台に、2枚のBL40pサーバブレード(最大8基のプロセッサ)を収容することができます。

HP ProLiant BL45p

HP ProLiant BL45pは、ミッションクリティカルなアプリケーションを実行するスケーラビリティとともに、業界最高の4Pブレード パフォーマンス、エンタープライズの可用性、およびより高い密度を求めるお客様に最適な4プロセッサ サーバブレードです。BL45pブレード サーバには、以下の機能があります。
  • コアあたり1MBの2次キャッシュを搭載したシングルコア(2.6GHz)またはデュアルコア(1.8、2.0、または2.2GHz) AMD® Opteron™プロセッサを最大4基
  • シングルコアプロセッサに対して68W CPU電源仕様
  • AMD® 8000シリーズチップセット
  • 2×1インターリーブメモリをサポートする8個のDIMMスロットで、最大容量32GBのPC3200 ECC DDR SDRAMをサポート
  • 3.5インチのホットプラグ対応SCSIユニバーサル ディスクドライブ2台をブレードに内蔵。ブレードは、10Kのドライブと15Kのドライブの両方をサポートし、300GBのディスクドライブを使用して最大600GBの内蔵ストレージを実現します。
  • 内蔵Smartアレイ6iコントローラ、オプションでバッテリーバックアップ式書き込みキャッシュイネーブラ付き。RAID 0(ドライブストライピング)またはRAID 1(ドライブミラーリング)を使用して、サーバブレードに格納されたデータを保護することができます。
  • WOLおよびPXE対応の内蔵10/100/1000T Gigabit Ethernet NIC (デュアルポートNC7782が1つとシングルポートNC7781が2つ) 4枚
  • iLO管理ポートを使用した管理専用の10/100T Fast Ethernet NIC 1枚
  • 完全なバーチャルプレゼンスとコントロールを提供するiLO管理プロセッサ 。HP ProLiant BL45pサーバブレードは、出荷時にiLOアドバンスト機能が有効になっているので、グラフィカル リモート コンソールと仮想メディア機能を完全に使用することができます。
  HP ProLiant BL45pサーバブレードは、6U HP BladeSystem p-Class拡張サーバブレード エンクロージャに直接格納します。サーバブレードエンクロージャ1台に、最大4枚のBL45pサーバブレード(最大16基のプロセッサ)を収容することができます。
 
5 内蔵Lights-Outの詳細は、http://h50146.www5.hp.com/products/servers/proliant/essentials/を参照してください。

HP ProLiant BL p-Classサーバブレードの概要

表1に、HP ProLiant BL p-Classサーバブレードの主な機能をまとめます。
機能 BL20p G3 BL25p BL30p BL35p BL40p BL45p
プロセッサタイプ インテル® Xeon® AMD® Opteron® 200シリーズ インテル® Xeon® AMD® Opteron™ 200シリーズ(68W CPU) インテル® Xeon® MP AMD® Opteron™ 800シリーズ
最大プロセッサ速度 3.8GHz 2.6GHz[1] 2.2GHz [2] 3.2GHz 2.4GHz[1]
2.2 GHz[2]
3.0GHz 2.6GHz[1] 2.2GHz [2]
最大FSB[3]速度 800MHz 1GHz 533MHz 800MHz[1] 1GHz[2] 400MHz 1GHz
ブレードあたりの最大プロセッサ数 2 2 2 2 4 4
メモリタイプ PC3200 DDR2 PC3200 DDR PC2100 DDR PC3200 DDR PC2100 DDR PC3200 DDR
最大メモリ 8GB 16GB 4GB 8GB 12GB 32GB
Gigabit Ethernetポート数 4 4 2 2 5 4
管理専用10/100Tポート あり あり あり あり あり あり
NAS/SAN接続 デュアルポート ファイバチャネル オプション デュアルポート ファイバチャネル オプション デュアルポート ファイバチャネル オプション デュアルポート ファイバチャネル オプション ファイバチャネルカード用PCI-Xスロット(2) デュアルポート ファイバチャネル オプション
p-Classブレードエンクロージャ互換性 [4] 標準[1]または拡張[2] 拡張のみ 拡張のみ 標準または拡張 拡張のみ
 
[1] シングルコアプロセッサ
[2] デュアルコアプロセッサ
[3] AMD®プロセッサ用HyperTransport™ バス
[4] 3.2GHzモデル用標準または拡張エンクロージャ。拡張エンクロージャは、3.4GHz以上のモデルに必要です。

プロセッサ サブシステム

HP ProLiant BL p-Classサーバブレードは、インテル® Xeon®プロセッサまたはAMD® Opteron™プロセッサを使用した2-Wayおよび4-Way設計で用意されています。図3は、2-Way設計を利用した場合のIntel社とAMD社のアーキテクチャの基本的な違いを示しています。
 
図3  Block diagrams of 2-way ProLiant BL p-Class server blades
図3  Block diagrams of 2-way HP ProLiant BL p-Class server blades
  インテル® Xeon®ベースの設計では、両方のプロセッサに最大800MHzで動作する共通のフロントサイドバスとチップセットを使用します。チップセットは、メモリおよびPCI-E転送を処理するメモリコントローラハブ(ノースブリッジ)と、その他すべてのI/Oアクセスを処理するI/Oハブ(サウスブリッジ)から構成されます。

AMD® Opteron™ ベースの設計では、最大1GHzで動作するHyperTransport™バスを使用し、両方のプロセッサとI/Oハブを接続します。AMD® Opteron™ プロセッサは、CPUダイ内にメモリコントローラを組み込み、メモリがプロセッサの追加に対応できるようにしています。

Intel設計とAMD設計のどちらも、32ビットおよび64ビットコンピューティングをサポートします。また、どちらのプロセッサも、レギュレータユーティリティが監視および制御して消費電力を最小限に抑えることのできる、パワーステート レジスタを備えています。

【インテル® Xeon®プロセッサ
HP ProLiant BL20p G3、BL30p、およびBL40pサーバブレードは、第7世代IA-32プロセッサであるインテル® Xeon®プロセッサファミリの各バージョンを使用します。HP ProLiant BL20pおよびBL30pサーバブレードは、2プロセッサシステム用に設計されたXeon® DPを使用します。HP ProLiant BL40pは、4基以上のプロセッサを使用するシステム用に設計された、インテル® Xeon®プロセッサMPを使用します。どちらのプロセッサも0.13ミクロンプロセスを使用して製造されており、0.18ミクロンプロセスと比較して小さい形状と速い処理速度を実現します。Xeon®プロセッサファミリは、Netburst® マイクロアーキテクチャを使用して、第1世代のBL20pサーバブレードで使用されていたPentium® IIIプロセッサよりも高いパフォーマンスを実現しています。第7世代アーキテクチャのその他の主な拡張機能は、ハイパースレッディング、すなわちマルチスレッド同時処理テクノロジを使用していることです。

Netburstマイクロアーキテクチャ
Intel NetBurstマイクロアーキテクチャには、以下の機能が含まれます。
  • ハイパーパイプライン
  • 高速実行エンジン
  • 実行トレースキャッシュ
  • Quad-PumpedデータバスおよびDouble-Pumpedアドレスバス
  ハイパーパイプラインは、以前の32ビットプロセッサのパイプライン長の2倍になる20ステージの分岐予測パイプラインです。最終的にパイプラインを通過してから不要であることが明らかになる命令からのストールを軽減するために、Intel社は、64ビットItanium® プロセッサ用に開発されたものと同じクラスの高度な投機的実行技術を実装しています。

高速実行エンジンは、プロセッサ内の2個の整数演算装置(ALU)をコアプロセッサ周波数の2倍の速度で実行させます。これによって、整数命令の多くが内部コアクロック周期の半分で実行されます。

実行トレースキャッシュは、12KBの1次キャッシュで、約12,000のデコードされたマイクロオペレーションを格納します。これは、デコーダをメイン実行パスから切り離し、パフォーマンスを向上させます。この1次キャッシュは、以前の第6世代IA-32プロセッサで使用されていた8KB 1次データキャッシュに追加されるものです。 Quad-Pumpedバスを使用すると、システムバスクロックのサイクルごとに4個の新しいデータパケットが到着します。Double-Pumpedアドレスバスは、システムバスクロックの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方で新しいアドレスを提供します。BL20p G3およびBL 30pで使用されているXeon® DPプロセッサには、64ビット幅システムバスを通して最大4.3GB/秒でデータを転送できる133MHzシステムバスがあります。HP ProLiant BL40p内で使用されているインテル® Xeon®プロセッサMPは、100MHzシステムバスクロックを使用し、最大3.2 GB/秒の転送速度を可能にします。

ハイパースレッディング
ハイパースレッディングテクノロジは、1基のプロセッサに2つのスレッドや命令ストリームを並行して実行させます。これは、マルチスレッドに対応したアプリケーションやオペレーティングシステムを実行する対称型マルチプロセッシング(SMP)サーバの拡張機能です。

Xeon®ファミリプロセッサは、命令ポインタ、レジスタアロケーションテーブル、およびその他のアーキテクチャレジスタなど、プロセッサの特定のコンポーネントを複製します。Intelはこれらのコンポーネントを「アーキテクチャ ステート」と呼んでいます。アーキテクチャ ステート(論理プロセッサ)は、2つの論理プロセッサが共有するプロセッサ実行リソースに対して命令をスケジューリングします。これによりプロセッサは、別々のスレッドから供給される命令を同時に実行して、実行リソースの使用効率を可能な限り高く維持します(図4)。右側のハイパースレッディングの例では、ライトグレーの部分がスレッド1からの命令、ダークグレーの部分がスレッド2からの命令を表しています。白い四角形はアイドル状態の実行リソースです。
 
図4  Comparison of processor activity with and without Hyper-Threading technology
図4 Comparison of processor activity with and without Hyper-Threading technology6
  ハイパースレッディングは、マルチスレッド処理中のシステムのパフォーマンスを向上させます。実際のパフォーマンス向上率は、オペレーティングシステムやアプリケーションがマルチスレッドをどの程度有効に利用しているかに依存します。マルチスレッド対応でないアプリケーションやオペレーティングシステムでは、ハイパースレッディングによる利点はありませんので、管理者は、HP ProLiantサーバのROMベースのセットアップユーティリティ(RBSU)でハイパースレッディングを無効にすることができます。

また管理者は、ハイパースレッディングおよび論理プロセッサを使用する場合に、一部のオペレーティングシステムでのプロセッサ単位ライセンスの適合状況を認識しておく必要もあります。たとえば、Microsoft® Windows® 2000 Serverは、論理プロセッサと物理プロセッサを同じようにして数えます。したがって、ライセンスの制限に達すると、それ以上、使用できる論理プロセッサを利用しません。一方、Microsoft® Windows® 2003は、物理ドライブのみを数えます。したがって、関連づけられたすべての論理プロセッサを使用することができます。

インテル® Xeon®プロセッサとハイパースレッディング テクノロジの詳細は、HPIntel社 のWebサイトを参照してください。7

Xeon® 3次キャッシュ
ハイパースレッディング テクノロジは、2つの異なるスレッド間でプロセッサ実行リソースを共有しますので、これらのスレッドがキャッシュ内の領域を奪い合う可能性があります。その結果、一方のスレッドが必要とするデータがもう一方のスレッドが使用しているデータによって置き換えられることがあり、キャッシュデータの回転率が高くなって(スラッシング)、キャッシュヒット率が低下します。そのため、Xeon® DPの一部のバージョンとXeon® MPのすべてのバージョンでは、3次キャッシュを追加してリソースの競合を緩和しています。3次キャッシュは、バージョンによって、1MBか2MBのいずれかになります。2次キャッシュと同様に、3次キャッシュは、エンタープライズ サーバ アプリケーションのパフォーマンス要件を満たすためにダイ上に組み込まれています。3次キャッシュを使用することで、メモリの平均レイテンシが小さくなり、BL40pシステムで予想されるような大きなサーバ負荷に対するスループットが向上します。
 
6 この数値はIntelのホワイトペーパー『Hyper-Threading Technology on the Intel Xeon® Processor Family for Servers』記載の情報から算出しました。
7 ハイパースレッディングの詳細は、HPのWebサイトhttp://h18004.www1.hp.com/products/servers/
technology/hyper-threading.html
(英語)とIntel社のWebサイトhttp://www.intel.com/technology/hyperthread (英語)を参照してください。
  【AMD® Opteron™プロセッサ】
HP ProLiant BL25p、BL35p、およびBL45pサーバ ブレードは、デュアルコア アーキテクチャを備えたOpteron™ 200 (2P)および800 (4P)シリーズプロセッサを含む、AMD® Opteron™ファミリの各バージョンを取り揃えています。AMD® Opteron™ファミリは、インテル® Xeon®ファミリを含むx86タイプのプロセッサ用に書かれたソフトとほぼ互換性があるため、他のプロセッサと比較して消費電力の点で優れた代替処理プラットフォームとなります。 Opteron™プロセッサの主要な特徴は、以下のとおりです。
  • ダイレクト コネクト アーキテクチャ
  • AMD® 64テクノロジ
  • デュアルコア プロセッシング
  ダイレクト コネクト
アーキテクチャ Opteron™プロセッサのアーキテクチャは、メモリやI/Oなどの周辺サブシステムに通常必要なグルーロジックをなくすことによって、CPU設計のボトルネックを減らします。プロセッサダイは、DDRメモリコントローラと1次/2次キャッシュを一体化し、セパレートチップ設計に付随するメモリレイテンシを小さくします。また、メモリコントローラを内蔵しているということは、メモリ帯域幅がプロセッサの追加に対応することを意味します。その結果、大容量のオンダイキャッシュの必要性が低下します。
 
図5 AMD® Opteron™ direct connect architecture with HyperTransport™ technology
図5 AMD® Opteron™ direct connect architecture with HyperTransport™ technology
  HyperTransport™ テクノロジは、ファイバチャネル、Gigabit/10G Ethernet (利用可能な場合)、PCI-X、およびシリアルATAなどの各種I/Oインターコネクトに対して、均衡のとれた拡張可能なスループットを提供します。HyperTransport™バスは、リンクあたり最大8GB/秒のスループットによって、プロセッサの追加に応じて増大し、2-Wayシステムでプロセッサあたり16GB/秒のピークスループットレートを実現します。

Opteron™プロセッサは、独立した2-Wayセットアソシエイティブ64KB 1次キャッシュを備えています。1つは命令用、もう1つはデータ用です。1MB 2次キャッシュは、4-Wayセットアソシエイティブ キャッシュで、ECC保護機能を備えています。

AMD® 64テクノロジ
AMD® Opteron™プロセッサは、AMD® 64テクノロジを特徴としています。このテクノロジは、32ビットおよび64ビットの同時プロセッシングをサポートします。また、システムメモリには、32ビットプロセッシングで課せられていた4GBの制約はありません。AMD® 64テクノロジを使用することで、企業は、ハードウェアを変更することなく、必要に応じて64ビットコンピューティングに移行することができます。

デュアルコア プロセッシング
AMD® Opteron™ モデル865、870、および875は、1個のプロセッサダイ内に2つの独立したCPUコアをもつデュアルコアプロセッサで、高性能HP ProLiant BL45pサーバブレードに搭載することができます。図6に示すように、各コアは、それぞれの64KB×2 1次キャッシュおよび1MB 2次キャッシュで補完されています。AMD® Opteron™ モデル275 (2.2GHz)、270 (2.0GHz)、および265 (1.8GHz)は、HP ProLiant BL25pおよびBL35pサーバブレード上で使用される、専用の1次/2次キャッシュを備えた2つの独立したプロセッシングコアをもつデュアルコアプロセッサです。また、BL35pデュアルコアプロセッサは、低消費電力(68W CPU電源仕様)を特徴としています。
 
図6 AMD® Opteron™ dual-core architecture
図6 AMD® Opteron™ dual-core architecture
  デュアルコアプロセッサは、複数のアプリケーションおよび集中したマルチスレッド処理を実行しているときのパフォーマンスを向上させます。また、AMD® Opteron™ デュアルコアプロセッサは、高い性能/消費電力を提供します。デュアルコアプロセッサは、x86プロセッサ用に書かれたソフトウェアと完全な互換性があります。また、現在、各ISVでは、デュアルコアプロセッサのアーキテクチャの利点を活かすソフトウェアを開発中です。

AMD® PowerNow!® テクノロジ
AMD® Opteron™ プロセッサは、AMD® PowerNow!® テクノロジを特徴としています。PowerNow!® テクノロジは、ファームウェアまたはソフトウェアユーティリティがCPUパワーステートを監視および制御できるようにします。PowerNow!® テクノロジには、以下のような特長があります。
  • さまざまなパフォーマンス状態(周波数および電圧の組み合わせ)で動作
  • CPUをリセットしたりFSB周波数を変更したりすることなく、複数のパフォーマンス状態間を切り替え(ソフトウェアによる制御)
  • 必要に応じたパフォーマンスを発揮し、最高のCPUパフォーマンスが必要でないときには消費電力を最小化
  • エンドユーザに優れた性能/消費電力を提供
  AMD® Opteron™ プロセッサ、HyperTransport™テクノロジ、およびデュアルコア アーキテクチャの詳細は、AMD社 のWebサイトを参照してください。

HPパワーレギュレータ
HP ProLiant BLサーバブレードには、HPパワーレギュレータが付属しています。これは、システム管理者がサーバブレードの消費電力を管理できるようにするファームウェア ユーティリティです。このユーティリティは、パワーステートがソフトウェアによって監視および管理できるIntel社のプロセッサおよびAMD社のプロセッサの利点を活かします。サーバブレード上のプロセッサを、アプリケーションが要求したときにフルパワー(最大動作周波数および動作電圧)に設定し、アプリケーションの活動が落ち着いたら低いパワーステートに戻すことができます。

ROMベースのHPパワーレギュレータは、アプリケーションの活動の定期的なスナップショットを取るだけのソフトウェアソリューションとは異なり、100パーセントのサンプリングを使用してプロセッサ効率を最大化します。ポリシーベースの自動化された電源管理を使用することによって、システムはパフォーマンス目標を維持しつつ最高の効率で動作します。静的省電力モードでは、サーバは最も低いパワーステートで継続して動作し、電源を最大限に節約することができます。 HPパワーレギュレータはROMベースのユーティリティなので、オペレーティング システムの制約には縛られません。

HPパワーレギュレータの主要な特長は、以下のとおりです。
  • 装置による発生熱量を抑えることによって冷却コストを削減
  • より多くのサーバを設置できることで、施設のコンピューティング容量が向上
  • Intel Speedstep® テクノロジおよびAMD® PowerNow!® テクノロジと互換
  • ソフトウェアのアップグレードが不要な、OSに依存しないROMベースのユーティリティ
  • 複数の電源管理モード(動的および静的)
  • iLOスクリプティング インタフェースを使用して、単一のシステムから大規模なシステムまで簡単かつ柔軟に導入
  HPパワーレギュレータの詳細は、www.hp.com/servers/iLOにある『◆◆Power Regulator for ProLiant◆◆』を参照してください。

メモリサブシステム

HP BladeSystemサーバのメモリサブシステムは、高性能PC3200 DDR SDRAM 2-Wayメモリインタリーブを使用します。また、HP ProLiant BL40pは、オンラインスペアメモリをサポートし、クリティカルなバックエンド処理に対して高い可用性を提供します。

【DDR SDRAM】
DDRメモリは、クロック信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方でデータを転送する64ビットバスを使用します。200MHzクロックのPC32008システムは、400MHzの実効転送周波数を達成し、12.8GB/秒のピーク時転送速度を実現します。

DDRメモリはSDRAMと同じコア設計で、データ速度を向上させるために以下のような拡張機能があります。
  • さらに進んだ同期回路。
    データとともに送信される参照信号(ストローブ)によって、データの位置をより正確に確認し、別のDIMMからの着信データを再同期することが容易になります。
  • セカンド プリフェッチ アーキテクチャ。
    このアーキテクチャは、1回の読み取りアクセスによって1データワードだけではなく2データワードをフェッチすることができます。
  • 信号方式テクノロジの相違。
    DDR SDRAMは、標準のSDRAMが使用するLVTTL (Low Voltage Transistor-to-Transistor Logic)ではなくSSTL (Stub Series Terminated Logic)を使用します。この信号方式インタフェースは、データストローブを使用しており、DDR SDRAMを従来のSDRAMよりも高速に動作できるようにします。信号方式テクノロジが異なるため、同じメモリサブシステム内でSDRAMとDDRを混在させることはできません。
  • 所要電力の削減。
    DDR SDRAMは、標準のSDRAMが使用する3.3Vの電圧供給ではなく、2.5Vの電圧供給を使用します。メモリチップ内部の電圧と容量が低いため、消費電力が大幅に低減されます。これによって、DDR SDRAMは高密度のサーバに最適の選択肢となっています。
  DDRと標準のSDRAMとの違いの詳細は、技術概要『メモリテクノロジの進化: システムメモリ テクノロジの概要』9を参照してください。

2-Wayメモリインタリーブの使用によって、BL p-Classシステムのメモリのパフォーマンスも向上します。2-Wayインタリーブは、一度に2つアクセスできる複数の64ビットのブロックにメモリを分割します。したがって、1回のメモリアクセスで取得できるデータ量が倍増され、メモリアクセスの必要回数を削減します。
 
8 PC3200 DDR SDRAMコンポーネントは、実効バス周波数に応じてDDR400と呼ぶこともあります。
9 http://h50146.www5.hp.com/products/servers/proliant/whitepaper/wp034_050501/index.htmlに記載されています。
  【オンラインスペアによるアドバンスト メモリ プロテクション(BL40pのみ)
HP ProLiant BL40pブレードでは、オンラインスペアメモリなどのアドバンスト メモリ プロテクション テクノロジを利用することができます。オンラインスペア テクノロジは、DIMMに障害が発生したときにデータをスペアメモリバンクにコピーします。

HP ProLiant BL p-Classサーバブレードは、1組のDIMMスロットを「バンク」として認識します。HP ProLiant BL40pのBIOS ROMは、最後に取り付けられたバンクをスペアメモリとして自動的に設定します。バンクAとBだけにDIMMを実装した場合は、バンクBがスペアバンクになります。バンクA、B、CにDIMMを実装した場合は、バンクCがスペアバンクになります。バンクAまたはBのDIMMがあらかじめ定義されたシングルビット訂正可能エラースレッショルドを超過した場合は、障害が発生したDIMMの前にある黄色の警告発光ダイオード(LED)が点灯します(図7参照)。システムは、障害のあるDIMMをもつバンク全体からオンラインスペア メモリバンクにデータをコピーします。サーバは、障害のあるバンクを無効にして動作を続けます。システム管理者は、定期的なシャットダウン時に障害のあるDIMMを交換することができます。
 
図7 Online Spare Memory
図7 Online Spare Memory
  正しく機能させるためには、スペアバンクに取り付けるDIMMの容量は、プライマリバンクに取り付けられているDIMMと同じかそれよりも大きくなければなりません。HP ProLiant BL40pでは、管理者は、2GBのDIMMを使用して、最大8GBのECC DDRメモリをプライマリサーバメモリに設定し、その他の4GBをオンラインスペアメモリに設定することができます。

アドバンストメモリプロテクションテクノロジの詳細は、技術概要『◆◆HP Advanced Memory Protection technologies◆◆10を参照してください。
 
10 http://h200001.www2.hp.com/bc/docs/support/SupportManual/c00256943/c00256943.pdf(英語)に記載されています。

I/Oサブシステム

高性能サーバでは、I/O能力を処理能力に一致させる必要があります。p-Classサーバブレードには、以下のような強化されたI/O機能があります。
  • 共有クラスタストレージとSAN接続用のファイバチャネル出力への接続
  • 内蔵NIC上で完全なGigabit Ethernet機能(ただし、iLO NICは10/100T Ethernet)
  • 内蔵ハードウェアRAIDのサポート
  【ファイバチャネル接続
ファイバチャネルストレージに接続できることで、管理者は、p-Classブレードの用途をクラスタアプリケーション用のSANやファイバチャネル共有ストレージに広げることができます。ファイバチャネルを使用する利点は、大きいブロックのデータを高速で転送するときのオーバヘッドを削減できることです。HP BLサーバブレードは、メザニンカードまたはPCI-Xアダプタのいずれかのオプションアクセサリを使用してファイバチャネル接続をサポートします。

ファイバチャネルメザニンカード
BL20p G3、BL25p、BL30p、BL35p、およびBL45pサーバブレードは、ブレードに取り付けられたオプションのデュアルポート ファイバチャネル メザニンカードを介してファイバチャネルをサポートします(図8参照)。この方法では、BLブレードエンクロージャのインターコネクトベイにRJ-45パッチパネル2またはGbE2インターコネクトスイッチのいずれかを取り付ける必要があります。ファイバチャネル信号は、メザニンカードからエンクロージャのシグナル バックプレーンを介してRJ-45パッチパネル2、GbE2インターコネクトスイッチ、またはCisco Gigabit Ethernetスイッチモジュールに送られます。

メザニンカードのデュアルポート機能によって、管理者は、各2Gb/秒ポートを別のストレージネットワークに接続したり、1つのSANにリダンダント接続を設定したりすることができます。ファイバチャネル メザニンカードは、既存の1Gb/秒ファイバチャネル装置と下位互換性があります。メザニンカードは、既存の装置の速度に対してオートネゴシエーションを行い、既存の1Gb/秒ストレージ装置で最新のカードを使用できるようにします。
 
図8 Fibre Channel mezzanine card installed on BL30p server blade
図8 Fibre Channel mezzanine card installed on BL30p server blade
  PCI-Xファイバチャネル アダプタ
BL40pサーバブレードには、業界標準64ビット100MHz PCI-Xスロットが2個あります。それらのスロットに、標準のPCI-Xファイバチャネル ホストバスアダプタ(FC HBA)を取り付けて、ファイバチャネル接続を実現することができます。BL40pサーバブレードを使用すると、ファイバチャネル信号はエンクロージャバックプレーンを介さず、代わりに、PCI-XアダプタからSANスイッチに直接ケーブル接続されます。

ファイバチャネルおよびSAN接続の詳細は、本書の「ネットワークおよびストレージインターコネクト」の項を参照してください。

【Gigabit NIC】
すべてのHP BladeSystemサーバブレードは、Gigabit Ethernet (10/100/1000T) NICを備えており、管理専用の10/100T Ethernetポートがあります。サーバブレード上のNICにはすべて、WOL、PXE、およびHP ProLiantネットワークアダプタチーミングをサポートするソフトウェアがあります。

WOLを使用すると、サーバブレードの電源が切れている状態でも、管理対象NICが代替電源を使用してネットワークを監視し、管理サーバからのウェイクアップパケットを待ち受けます。そのNICは、ウェイクアップパケットを受信すると、電源を入れてあらゆるメンテナンスタスクを受け入れるように、システムに通知します。これによって、管理者は、p-Classサーバブレードをリモートからアクティブにし、監査、デバッグ、または管理機能を実行することができます。

PXE環境では、システムに物理的なブートディスケットがあるかのように、ネットワークベースのブートイメージからサーバを起動することができます。これによって、管理者は、無人サーバをリモートで設定して配備することができます。PXEサポートは、HPがp-Classシステムに内蔵した制御方法の1つで、ローカルのキーボード、ディスプレイ、マウスを使用しない、ネットワークを介したヘッドレス配備を可能にします。

PXE対応サーバがブートすると、DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)サーバからIPアドレスを取得します。DHCPサーバは、TFTP (Trivial File Transfer Protocol)を使用してブートサーバからネットワーク ブートストラップ プログラムをダウンロードし、イメージを実行します。各BL p-Classブレードには、複数のGigabit Ethernet NICがあります。PXE機能を使用するには、これらのNICのうちの1枚をPXEクライアントとして指名する必要があります。p-Classサーバブレードは、PXE機能をデフォルトでNIC番号の1に設定しています。しかし、どのNIC (管理専用のものを除く)でも、サーバのROMベースのセットアップユーティリティ(RBSU)でPXE用に指名することができます。

HP ProLiant BL p-Classサーバには、以下の3種類のHP ProLiantチーミングをサポートするHP NCシリーズLOMがあります。
  • ネットワーク フォールト トレランス(NFT)は、フォールト トレラント チーム内にシンプルな冗長性をもたせます。
  • 伝送の負荷分散(TLB)は、アダプタのフォールトトレランスと、サーバから送信されるIPトラフィックの負荷分散をサポートします。TLBは、IPトラフィックのみ負荷分散を行うことに注意してください。サーバが受信したトラフィックの負荷分散は行いません。
  • スイッチによる負荷分散(SLB)は、以前はFast EtherChannel/Gigabit EtherChannel (FEC/GEC)チーミングと呼ばれていたもので、アダプタのフォールトトレランスを提供し、プロトコルに関係なく、サーバのすべての送信トラフィックと受信トラフィックの負荷分散を行います。
  HP ProLiantネットワーク アダプタ チーミングは、従来から、チーム内のNICやLOMに障害復旧力を与えるために使用されています。たとえば、1つのLOMに障害が発生した場合、残りのLOMがネットワーク接続を保ちます。また、管理者は、ネットワーク アダプタ チームを複数のスイッチに接続して、ネットワークスイッチに障害が発生した場合にでもネットワークサービスを維持できるようにすることができます。ネットワークスイッチは、HP ProLiant BLインターコネクトスイッチでも他社製のスイッチでもかまいません。

ネットワークアダプタをチーミングするときは、管理者は、HPが提案するHP ProLiantサーバ用のガイドラインを遵守する必要があります。詳細は、HP ProLiant ネットワーク アダプタ チーミングのWebサイト11を参照してください。
11 http://h18004.www1.hp.com/products/servers/networking/teaming.html(英語)に記載されています。

【ハードウェアRAID】
高性能HP ProLiant BLサーバブレードには、それ自体にマイクロプロセッサ、メモリ、XOR (パリティ)エンジン、およびソフトウェアRAIDソリューションに高いパフォーマンスを提供するSCSIチャネルをもつ専用のハードウェア アレイ コントローラが備わっています。コントローラには、次の2つのタイプがあります。
  • Smartアレイ5iコントローラ(HP ProLiant BL40pサーバブレード)は、分散データガーディング(RAID 5)をサポートします。
  • Smartアレイ6iコントローラ(HP ProLiant BL20p G3、25p、および45pサーバブレード)は、ドライブミラーリング12 (RAID 1)またはドライブストライピング(RAID 0)をサポートします。
  Smartアレイ5i/6iコントローラは、以下のような業界最先端の機能を提供します。
  • 64MB ECC保護付き読み取り専用キャッシュ(データパフォーマンスを向上)
  • 専用の32ビットRISCマイクロプロセッサ
  • ボード上の2つのSCSIチャネルは、データへの効率的なアクセスと、チャネルあたり160MB/秒のピーク時データ転送速度を実現
  • オプションで64MBまたは128MBバッテリーバックアップ式書き込みキャッシュ(BBWC)イネーブラ アップグレード
  オプションのBBWCイネーブラは、ディスクコントローラにラインを書き込むとすぐにプロセッサを解放することで、パフォーマンスを向上させます。プロセッサは、書き込みデータがディスクに転送されるのを待つ必要がありません。また、書き込みデータがドライブに移動する前にシステムへの外部電力の提供が中断した場合は、バッテリ電源がキャッシュ内のデータを72時間にわたって維持します。この間に、管理者は、キャッシュを別のサーバブレードに移動し、データをディスクストレージに転送することができます。

12 RAID 1は、Smartアレイ コントローラを使用する場合は、まずデータがストライピングされてからミラーリングされるため、RAID 0+1と呼ばれることもあります。

【BIOS拡張RAID】
HP ProLiant BL30pおよびBL35pサーバブレードには、BIOS拡張RAIDが備わっています。これは、プライマリドライブ上のブート可能なパーティションにアクセスできない場合、またはセカンダリドライブ上のミラーと同期がとれていない場合のいずれかの場合に、セカンダリハードディスクドライブからアクセスできるようにします。詳細は、『HP ProLiant BL30pサーバ ブレード セットアップ/インストレーション ガイド』または『◆◆HP ProLiant BL35p Setup and Installation Guide◆◆』を参照してください。

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