Облачные сервисы, особенно инфраструктура и платформа, предоставляемые в качестве сервиса (IaaS и PaaS соответственно), хорошо зарекомендовали себя, но в некоторых случаях клиентам требуется нечто большее – дополнительный контроль, доступ к оборудованию, увеличение производительности и возможность формирования своей собственной операционной среды.

В таких случаях они обращаются к «голому железу» (bare metal) – чисто аппаратным сервисам, популярность которых быстро растет.

Как следует из названия, чисто аппаратные сервисы не предполагают никакого программного обеспечения – только процессоры, память и подсистему хранения. Все программное обеспечение, начиная от операционной системы и далее, устанавливается по усмотрению самого клиента. Это означает, что он получает выделенный процессор, полный доступ к оборудованию и свободу в настройке операционных систем.

Авторы отчета 2016 Markets and Markets из одноименного аналитического агентства утверждают, что объем рынка чисто аппаратных облачных сервисов вырастет с 871,8 млн долл. в 2016 году до 4,7 млрд долл. в 2021-м. Ориентировочные темпы ежегодного роста составят 40,1%.

Небольшие размеры этого рынка объясняются в том числе и тем, что крупные игроки не спешат осваивать его. Amazon только сейчас начинает предлагать здесь свои услуги, да и то в единственной конфигурации. Microsoft предоставляет аппаратную среду VMware без участия самой VMware. У Google сколько-нибудь значительных аппаратных предложений вообще нет.

Крупнейшим поставщиком на сегодняшний день остается корпорация IBM, предлагающая услуги провайдера центров обработки данныхSoftLayer, приобретенного ею в 2013 году. Среди других известных имен, поддерживающих аппаратные сервисы, можно назвать компании Oracle и Rackspace, а совсем недавно китайский гигант Alibaba также анонсировал планы поддержки чисто аппаратных решений. Остаются лишь игроки второго эшелона и региональные провайдеры.

Однако Дипак Мохан, возглавляющий в IDC направление исследований публичной облачной инфраструктуры, предоставляемой в качестве сервиса, уверен, что вскоре все изменится. «Похоже, на рынок обрушивается новая волна чисто аппаратных сервисов, – отметил он. – Я полагаю, что к концу нынешнего года такие решения начнут предлагать все».

На своей территории или в облаке

Поставщики чисто аппаратных сервисов призывают клиентов отказаться от собственных ЦОДов. По словам директора IBM Cloud по управлению вычислительными предложениями Джея Джубрана, большинство корпоративных клиентов IBM хотят перенести существующие приложения в облако и продолжить работать с теми же самыми инструментами. Приложения при этом останутся в неизменном виде, но будут запускаться в ЦОДе самой IBM, а не в клиентском ЦОДе.

«Чисто аппаратные решения представляют собой шаг в правильном направлении, и вам не придется менять свои процессы и процедуры, – указал Джубран. – Вы просто получите доступ к оборудованию, располагающемуся где-то в другом месте, и сможете начать применять облачные технологии».

Не случайно двумя главными провайдерами чисто аппаратных сервисов стали IBM и Oracle. Два крупнейших в мире разработчика корпоративного программного обеспечения чувствуют наступление со стороны облака. Одна из причин заключается в том, что их лицензии не позволяют использовать программное обеспечение в средах множественной аренды, где нелицензированная рабочая нагрузка оказывается на том же сервере, что и технологии IBM и Oracle, должны образом лицензированные клиентом.

Благодаря чисто аппаратным сервисам организации смогут перемещать IBM DB2 и Oracle 12 в облака IBM или Oracle без каких-либо модификаций и запускать эти мощные СУБД наряду с другими корпоративными приложениями на серверах IBM и Oracle, а не на своих собственных.

«Программный пакет, запускаемый на своей территории, вы можете перенести в облака без каких-либо потерь в производительности, – подчеркнул Мохан. – Это особенно актуально при использовании программных пакетов, которые предъявляют повышенные требования к производительности и используют преимущества чисто аппаратных решений, в частности, для аналитических приложений и СУБД старшего класса».

Решение вопросов производительности в облаке

Помимо переноса приложений при продаже чисто аппаратных сервисов упор делается на три основных момента: производительность, доступ к оборудованию и возможность настройки и адаптации. В виртуальной среде вы делите ресурсы процессора и памяти с другими клиентами, и производительность существенно меняется от одного экземпляра к другому.

Вопросы производительности выходят на передний план из-за явления, называемого «шумным соседом». Когда клиенты запускают виртуальную машину в публичном облаке, они не знают, какой рабочей нагрузкой на том же оборудовании оперируют другие клиенты. В результате между ними возникает конкуренция за процессорные циклы и ресурсы памяти.

Такая неопределенность приводит к интересным результатам, когда некоторые клиенты Amazon EC2 запускают сотню или даже больше виртуальных машин, тестируют их с одинаковой рабочей нагрузкой и завершают работу экземпляров, демонстрирующих низкую производительность.

«Возможен сценарий, при котором вы запускаете какую-то задачу, а через какое-то время, запуская ее снова, получаете лишь половину производительности, достигнутой в предыдущем экземпляре, – пояснил Зак Смит, директор компании Packet, предоставляющей своим клиентам сервисы bare metal. – В чисто аппаратной среде такого не происходит. Здесь все работает вполне предсказуемо».

Такая проблема преследовала одного из клиентов Packet – стартап NS1, предоставляющий услуги DNS и сервисы управления трафиком для сбалансирования нагрузки между различными ЦОДами. Такие сервисы очень чувствительны к задержкам и производительности в целом.

«Мы столкнулись с весьма шумными соседями и не могли гарантировать нужную производительность в любое время, поскольку аппаратные ресурсы периодически занимали другие, – сообщил старший сетевой архитектор NS1 Натанель Жан-Франсуа. Производительность варьировалась в широких пределах, что затрудняло нашу работу. Поэтому мы решили перейти туда, где являемся единственными арендаторами и можем выполнять все так, как нам нужно».

По его словам, производительность в течение дня периодически снижалась на 5-20%, а чисто аппаратный сервис помог справиться с этими трудностями.

Выделенное оборудование

Вторым преимуществом чисто аппаратных сервисов является возможность доступа к оборудованию. Виртуальные среды ограничивают доступ к оборудованию, в том числе и к сетевым адаптерам. Но клиентам он вполне может понадобиться для ускорения передачи определенных пакетов с использованием DPDK – набора библиотек для быстрой обработки пакетов. В виртуальной среде такой доступ если и есть, то в весьма ограниченном и виртуализированном виде.

Настройка и адаптация

И наконец, чисто аппаратные сервисы позволяют клиентам сформировать среду по своему усмотрению. В EC2 или Google Compute Engine доступна лишь готовая среда Linux без возможности внесения в нее каких-либо изменений.

Недостатки чисто аппаратных сервисов

К недостаткам здесь следует отнести отсутствие поддержки программного обеспечения. В экземпляре Amazon EC2 уже проделана большая работа. Клиенты просто загружают свои приложения и программный код. В чисто аппаратных сервисах наполнение аппаратного обеспечения программным ложится на плечи клиента, а не поставщика. Жан-Франсуа подчеркивает: «Многое здесь вам придется выстраивать самостоятельно, но здесь нет ничего невозможного».

Смит убежден в том, что нагрузка на чисто аппаратные сервисы в ближайшем будущем начнет расти и приобретет более специализированный характер. «Думаю, что через год здесь будет больше аппаратных средств, а нагрузка на графические процессоры, интеллектуальные сетевые адаптеры и микросхемы FPGA вырастет, – заметил он. – Начнет появляться все больше и больше специализированного оборудования, увеличится и число клиентов, выбирающих чисто аппаратные сервисы».

Мохан считает, что переход на чисто аппаратные сервисы будет происходить не так быстро, как это было с виртуальными средами. «Речь идет об адаптированных приложениях, а на их перенос в облако требуется больше времени, – указал он. – Но даже если это займет полгода или год, думаю, что такой путь окажется предпочтителен для всех, кто хочет перейти на обслуживание в облаке. В конечном итоге это наверняка произойдет. Мы достигнем той точки, за которой преимущества новых сервисов получат признание рынка, поскольку компании, перемещающиеся в облако, хотят иметь больше свободы, чем им предоставляют сейчас».

В IBM Security выяснили, что при входе в приложения и устройства пользователям важнее уровень безопасности (70%), а не удобство использования. Исследование показало, что молодые люди традиционным паролям предпочитают биометрию, многофакторную аутентификацию и диспетчер паролей. Респонденты посчитали биометрические технологии (считывание отпечатков пальцев, распознание лиц и голоса) более надежными: 67% опрошенных уже используют их. Также по сравнению с людьми страше 55 лет миллениалы в два раза чаще применяют диспетчер паролей (34% против 17%).

Наиболее осведомленными в вопросе аутентификации оказались пользователи из стран Азиатско-Тихоокеанского региона: 78% респондентов в регионе высказывались за новые виды идентификации, в то время как в ЕС этот показатель составил 65%, а в США – 57%.

В IBM считают, что, поскольку работники молодого поколения сегодня начинают преобладать на рынке труда, организации должны адаптироваться к их предпочтениям, прибегая к новым способам защиты информации.

Генеральный директор корпорации IBM Джинни Рометти считает, что компании, которые не могут объяснить, как искусственный интеллект в их разработках принимает решения, должны уйти с рынка. Необходимо добиваться полной прозрачности применения технологий искусственного интеллекта: надо знать, кем, как и на каких данных проводилось обучение моделей, отражает ли оно профессиональные знания, имеются ли в нем непреднамеренные систематические ошибки и так далее, подчеркивает она в статье, опубликованной на Всемирном экономическом форуме в Давосе.

Системы искусственного интеллекта с нейронными сетями глубинного обучения, сложными алгоритмами и вероятностными графическими моделями становятся «черными ящиками», процесс принятия решений в которых невозможно объяснить. Некоторые компании — например, Oracle и Amazon — пытаются сделать их более понятными для людей, тогда как в Google сомневаются в пользе подобных объяснений, указывая, что люди тоже не всегда способны объяснить свои решения.

Рометти призывает коллег внедрять принципы прозрачности в отношении к данным. Компании должны четко заявить, кто владеет данными и ценной информацией, которую из них извлекают путем анализа. Таких же принципов должны придерживаться государственные органы, подчеркивает она.

В третьем квартале 2017 года мировой объем продаж серверов в денежном выражении вырос на 16% по сравнению с прошлым годом и составил 14,75 млрд долл. Количество поставленных покупателям при этом серверов увеличилось на 5,1% до 2,8 млн. Основным фактором роста продаж аналитики Gartner считают интенсивное строительство инфраструктуры публичных и гибридных облачных сервисов.

Продажи серверов x86-архитектуры выросли на 5,3% в количественном и на 16,7% в денежном выражении, а архитектуры RISC/Itanium — упали, соответственно, на 23,5% и 18,3% по сравнению с третьим кварталом прошлого года. Продажи мэйнфреймов и прочих видов серверов выросли на 54,5%.

Компания Hewlett Packard Enterprise по-прежнему возглавляет список производителей с наибольшими доходами от продаж серверов. Несмотря на снижение объема продаж на 3,2% (до 3,1 млрд долл.), по доле рынка (21,3%) она все еще опережает Dell EMC, которой удалось увеличить продажи на 37,9% и завоевать 20,8% рынка. IBM принадлежит 7,7% рынка, а Inspur Electronics благодаря успешной работе на китайском рынке нарастила продажи на 116,6% и занимает четвертое место с долей 7,4%. Cisco принадлежит 6,8% рынка.

По количеству проданных серверов лидирует Dell EMC (17,8%). За ней следуют HPE (16,4%), Inspur Electronics (7,2%), Lenovo (5,4%) и Huawei (5,1%).

Исполнительный директор RRC Group Михаил Косилов представил программу лизинга в рамках проекта Bento Cloud, запущенную совместно с Lenovo и Microsoft. В ее рамках ноутбуки Lenovo с подпиской на ПО Microsoft Office 365 (Business CSP, Business Premium CSP или Microsoft 365) доступны для долгосрочной аренды, по окончании которой устройства можно приобрести в собственность.

В Lenovo полагают, что при использовании данной программы партнеры компании смогут расширить свое коммерческое предложение или даже запустить новый бизнес, не только избежать прямых инвестиций и затрат, но и получить дополнительную прибыль, а также продавать новые услуги и повысить лояльность заказчиков. Заказчики же, как рассказал Косилов, приобретают новое оборудование с современными и гибкими решениями и обновляют парк ПК с привлекательными вариантами финансирования. Они не платят первоначальный взнос, выстраивают удобный для себя график платежей и не подписывают договор обеспечения. Кроме того, лизинг не предполагает налога на имущество, залога, не требует перевода оборотов в банк и учета средств на балансе. Сохраняется возмещение НДС; возможно приобретение бывшего в употреблении оборудования. Косилов также сказал, что программа делает ноутбук первым ноутбуком как сервис.

Срок лизинга составляет три года, в этот период действует расширенная гарантия Lenovo. Приобрести можно Lenovo ThinkPad T470, Lenovo ThinkPad T570 и Lenovo ThinkPad X1 Carbon. Аренда первой модели обойдется в 5100 руб. в месяц и выше, второго – от 5000 руб., третьего – 5350 руб.

Тоби Сансоме, менеджер OEM-направления компании Soti, рассказал о платформе Soti One Platform, которая, по его словам, объединяет набор мобильных решений в одно целое: Soti Snap, Soti MobiControl, Soti Assist, Soti Insight, Soti Connect, Soti Central.

Soti Snap — кросс-платформенное решение для быстрой разработки приложений для бизнеса, которое позволяет быстро, без кодирования конструировать из набора функций приложение, нужное компании. Soti MobiControl предназначено для управления мобильностью предприятия, решение обеспечивает защиту и управление устройствами на iOS, Android, Windows и Linux; оно позволяет отслеживать отслеживание физические активы, управлять приложениями, почтой и контентом и обеспечивает безопасность информации. Soti Assist представляет собой пульт дистанционного управления, который позволяет анализировать и решать вопросы мобильных устройств из любой точки мира в любое время. Soti Insight собирает и анализирует данные мобильных устройств, приложений, устройств Интернета вещей. Soti Connect обеспечивает безопасность, управление и подключение к Интернету вещей независимо от протокола связи и операционной системы.

Илья Вигер из компании VE Group рассказал о визуальном прототипировании для бизнеса и образования на примере VR Concept. Технология позволяет компании создавать цифровую модель продукта, визуализировать его. Это может пригодиться при его разработке, в маркетинге, обслуживании бизнес-процессов и обучении сотрудников. Самый главный плюс VR-прототипирования по сравнению с натурным – меньшая стоимость. Второй его плюс – меньшее количество времени, затрачиваемое на создание модели. Благодаря цифровому макету, по словам Вигера, можно быстро выделить ошибки проекта, проводить удаленные совещания между участниками процесса и обучать новых сотрудников, а также демонстрировать модель заказчику. По данным компании, VR Concept сокращает время создания продукта на 15-30% и помогает согласовать макет изделия в полтора-два раза быстрее. Решение использует данные из программного обеспечения CAD/CAE/CAM и может применяться в области производства, строительства, медицины, образования, науки, спорта.

Представив первый коммерческий сервер с процессором Power9, корпорация IBM рассчитывает укрепить свои позиции в области приложений искусственного интеллекта для ЦОД и веб-сервисов.

Чипы Power9 пока не дотягивают до максимальных скоростей семейства Intel Xeon Scalable Processor, но при этом демонстрируют потрясающую пропускную способность, которая дает им преимущество в области машинного обучения и на приложениях, требующих ускорения работы с базами данных.

На конференции AI Summit, прошедшей в Нью-Йорке, IBM представила первый сервер на Power9 – Power System AC922. Процессоры Power9, настроенные для работы с Linux и поддерживающие многопоточную технологию SMT4 с четырьмя потоками, могут иметь до 24 ядер, но в серверах AC922 число ядер не превышает 22. Самые быстрые процессоры Power9 в AC922 работают на тактовой частоте 3,3 ГГц.

Модель AC922 8335-GTG с воздушным охлаждением готовится к выпуску в середине декабря, в то время как поставки двух других моделей (одна с воздушным, а другая с жидкостным охлаждением) планируется начать во втором квартале следующего года. В каждой из них будет установлено два чипа Power9, и они будут работать под управлением Red Hat и Ubuntu Linux.

В 2018 году IBM планирует выпустить серверы, в которых установлена версия Power9, настроенная для работы в среде AIX/System i и поддерживающая многопоточный режим SMT8 с восемью потоками, а также средства виртуализации PowerVM. Процессоры эти имеют до 12 ядер, но могут работать на более высокой тактовой частоте.

На протяжении четырех лет корпорация IBM разрабатывала процессоры Power нового поколения, однако информация об их спецификациях начала публиковаться только в прошлом году. История процессоров Power тесно связана с усилиями IBM по разработке систем искусственного интеллекта и, в частности, облачного сервиса искусственного интеллекта Watson. В 2011 году система Watson, оснащенная процессорами Power7, одержала победу над человеком в телевикторине Jeopardy.

Семейство Power9 поддерживает ряд новых технологий ввода-вывода, включая PCI-Express 4.0 и NVLink 2.0, интерфейсную архитектуру OpenCAPI для систем искусственного интеллекта, требующих высокой пропускной способности, а также микросхемы ASIC и FPGA, обеспечивающие ускорение работы с базами данных.

Эти технологии позволяют процессорам взаимодействовать с различными сопроцессорами для машинного обучения, высокопроизводительных, визуальных вычислений и гипермасштабной обработки веб-страниц.

В IBM ожидают, что системы AC922 с процессорами Power9 помогут корпорации занять лидирующее положение в области обработки задач искусственного интеллекта, упрочив ее позиции. «В системах искусственного интеллекта, по сути, все сводится к работе с данными. Требуется ответить на вопрос, как получить данные, выполнить необходимые вычисления и выдать результаты таким образом, чтобы модель машинного обучения на большей части данных функционировала максимально быстро и точно», – пояснила вице-президент IBM Power Systems Стефани Чирас.

Шина PCIe 4 обеспечивает пропускную способность до 16 гигатрансферов в секунду – в два раза больше, чем используемая Intel шина PCIe 3. Интерфейс NVLink 2.0 предлагает графическим процессорам Nvidia пропускную способность до 25 Гбит/с. Именно сопроцессоры Nvidia наиболее широко используются в системах искусственного интеллекта и для так называемых ускоренных рабочих нагрузок, например в распределенных системах управления базами данных в оперативной памяти, применяемых в современных аналитических приложениях, в частности в системе, разработанной компанией Kinetica.

В Kinetica утверждают, что при использовании процессоров Power9 их СУБД работает в 1,8 раза быстрее, чем на серверах с чипами Power8. Система AC922 на основе Power9 проектировалась для увеличения производительности на платформах искусственного интеллекта Chainer, TensorFlow и Caffe.

«Наиболее впечатляющей при использовании Power9 выглядит подсистема ввода-вывода, – указал глава компании Moor Insights & Strategy Патрик Мурхед. – Процессоры Power9 используются и в системах, выпускаемых независимыми производителями. Google и Rackspace, к примеру, проектируют систему Zaius на основе Power9 и OpenCAPI. Ее коммерческую эксплуатацию планируется начать в следующем году».

«Мы занимаемся не просто совершенствованием оборудования, но стремимся придать системам новый уровень ценности, который позволил бы другим выстраивать инновационные решения на их основе», – заявила Чирас.

Суперкомпьютеры Summit и Sierra Министерства энергетики США, установленные соответственно в Национальной лаборатории в Окридже и Национальной лаборатории им. Лоуренса в Ливерморе, также построены на основе Power9.

Основные спецификации Power System AC922

Система IBM AC922 представлена двумя моделями с воздушным охлаждением, в каждой из которых установлено два процессора Power9 с 16 и 20 ядрами, работающие на тактовой частоте от 2,25 до 3,12 ГГц. Их дополняют от двух до четырех графических процессоров Nvidia Volta V100. В версии с жидкостным охлаждением, которая должна появиться во втором квартале 2018 года, будут присутствовать чипы Power9, имеющие от 18 до 22 ядер с тактовой частотой от 2,55 до 3,3 ГГц, и от двух до четырех процессоров Nvidia V100.

Процессоры Power9 в системе AC922 по тактовой частоте уступают чипам уровня Platinum семейства Intel Xeon Processor Scalable Family, которые работают на частоте до 3,6 ГГц. Но несмотря на то что у Xeon имеется до 28 ядер, поддерживающих 56 потоков, 22-ядерный чип Power9 AC922 с поддержкой SMT4 обрабатывает 88 потоков. Увеличенная плотность потоков позволяет эффективно использовать процессорные ресурсы и увеличивать пропускную способность, что в сочетании с возможностями ввода-вывода Power9 обещает существенный прирост производительности при решении задач машинного обучения.

Все модели AC922 имеют 512 Кбайт кэш-памяти второго уровня на ядро, 10 Мбайт разделяемой кэш-памяти третьего уровня на каждые два ядра и поддерживают до восьми модулей DIMM на процессор. При этом в каждом модуле DIMM находится от 8 до 128 Гбайт памяти DDR4 с тактовой частотой 2666 МГц. Системы оснащены двумя портами USB 3.0, двумя портами Ethernet 16GB и четырьмя слотами PCIe Gen4. Общий объем дискового пространства составляет 7,68 Тбайт. Габариты моделей: ширина 445,1 мм, высота 86 мм и глубина 822 мм. Информация о ценах появится непосредственно перед началом поставок.

Инструментарий PowerAI для Power9

Программные инструменты PowerAI для приложений машинного обучения, адаптированные к особенностям систем Power9, должны появиться в начале 2018 года. PowerAI поддерживает в том числе и Distributed Deep Learning – распределенные между множеством физических серверов работы по глубинному обучению.

«Я убежден в том, что IBM занимает лидирующие позиции в части подготовки этих инструментов, – заявил Мурхед. – И сохраняет лидерство в области машинного обучения».

До сих пор фактическая монополия на серверные процессоры принадлежала компании Intel, контролировавшей 90% рынка. Но с Power9 в IBM рассчитывают к 2020 году отвоевать себе 20%.

Для рынка серверных процессоров этот год выдался богатым на события. В июле Intel представила семейство Xeon Scalable – крупнейшее за последние десять лет обновление процессоров для больших систем. Но у нее имеются конкуренты и помимо IBM. В июне компания AMD продемонстрировала процессорное семейство Epyc, предложив весьма конкурентоспособную производительность в пересчете на ватт, и однопроцессорные серверы для достижения максимальной эффективности.

Приложения, работающие на Xeon, не придется переписывать для Epyc, поскольку эти чипы также имеют архитектуру X86. А вот для систем с процессорами Power9 все придется переписывать, но масштабы облачных сервисов и спрос на приложения машинного обучения свидетельствуют о том, что адаптация программного обеспечения к оборудованию, эффективно справляющемуся с рабочей нагрузкой, может принести немалую экономию. Однако для определения того, насколько это эффективно, нужны сравнительные реальные ориентиры.