Технико-экономический анализ серверов как вычислительных модулей вычислительных систем класса WSC

Цели. Целью работы является технико-экономический анализ серверов как вычислительных модулей вычислительных систем (ВС) класса WSC (warehouse scale computer).

Методы. Основные результаты работы получены с использованием методов математического анализа и моделирования.

Результаты. Проведен технико-экономический анализ вычислительных модулей или серверов на базе микропроцессоров класса Xeon (Intel, США) и им подобных. Приведен обзор подклассов микропроцессоров с указанием основных областей их использования, а также вариантов организации серверов и их основных составляющих. Надежность – комплексное свойство, которое, в зависимости от назначения объекта и условий его применения, может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств. Для обеспечения максимальной надежности сервера используют как резервирующие элементы – массивы дисков и блоков питания, так и резервные серверы, и специальные решения: использование горячей замены и подключения, методы повышения надежности оперативной памяти Error Checking and Correction для коррекции ошибок модулей оперативной памяти, контроль температурных режимов отсеков сервера.

Выводы. Проведенный обзор вариантов организации серверов и их основных составляющих позволяет сделать вывод о достаточно высокой надежности их функционирования. От серверов, объединенных в ВС класса WSC, как от системы, требуется непрерывность функционирования в режиме 24/7 в течение длительного времени. Это требует разработки методик оценки надежности таких высоконадежных систем, включающих резервные элементы, по отношению к отказам аппаратуры и программного обеспечения, а также методик прогнозирования отказов и мер борьбы с их последствиями.

1. Хенесси Д.Л., Паттерсон Д.А. Компьютерная архитектура. Количественный подход. 5-е изд. М.: Техносфера; 2016. 936 с.

2. Сугак Е.В. Прикладная теория надежности. Практикум. М.: Лань; 2023. 312 с. ISBN 978-5-507-47014-3

3. Тенгайкин Е.И. Организация сетевого администрирования. Сетевые операционные системы, серверы, службы и протоколы. Практические работы. СПб.: Лань; 2022. 100 с. ISBN 978-5-8114-9783-6

4. Коваленко С.М., Платонова О.В. Анализ задачи эффективной эксплуатации комплексов систем автоматизации и расчеты надежности на основе непрерывных моделей. Известия вузов. Машиностроение. 2014;8(653):75–89. http://doi.org/10.18698/0536-1044-2014-8-75-79

5. Воеводин В.В., Воеводин Вл.В. Параллельные вычисления. СПб.: БХВ-Петербург; 2002. 608 с.

6. Орлов С.А., Цилькер Б.Я. Организация ЭВМ и систем. СПб.: Питер; 2016. 688 с.

7. Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. СПб.: БХВ-Петербург; 2006. 702 с. ISBN 5-94157-541-6

8. Черкесов Г.Н. Надежность аппаратно-программных комплексов. СПб.: Питер; 2005. 479 с. ISBN 5-469-00102-4

9. Сапожников В.В., Сапожников В.В., Ефанов Д.В. Основы теории надежности и технической диагностики. СПб.: Лань; 2019. 588 с. ISBN 978-5-8114-3453-4

10. Podgorny Y.V., Antonovich A.N., Petrushin A.A., Sigov A.S., Vorotilov K.A. Effect of metal electrodes on the steady-state leakage current in PZT thin film capacitors. J. Electroceram. 2022;49:15–21. https://doi.org/10.1007/s10832-022-00288-5

11. Абдуллаев Д.А., Милованов Р.А., Волков Р.Л., Боргардт Н.И., Ланцев А.Н., Воротилов К.А., Сигов А.С. Сегнетоэлектрическая память: современное производство и исследования. Российский технологический журнал. 2020;8(5):44–67. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2020-8-5-44-67

12. Конюхова О.В., Кравцова Э.А., Лукьянов П.В. Техническое и программное обеспечение вычислительных машин и систем. М., Вологда: Инфра-Инженерия; 2023. 200 с. ISBN 978-5-9729-1186-8

13. Журавлев А.А. Организация и архитектура ЭВМ. Вычислительные системы. СПб.: Лань; 2022. 144 с. ISBN 978-5-507-48089-0

14. Гельбух С.А. Сети ЭВМ и телекоммуникации. Архитектура и организация. СПб.: Лань; 2019. 208 с. ISBN 978-58114-3474-9

15. Андреев А.М., Можаров Г.П., Сюзев В.В. Многопроцессорные вычислительные системы. Теоретический анализ, математические модели и применение. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана; 2011. 336 с. ISBN 978-5-70383439-6