Обзор: Сервер Dell PowerEdge R770AP - платформа для приложений с жесткими требованиями к задержкам

Dell PowerEdge R770AP не относится к универсальным серверам — именно в этом заключается его основная идея. Большинство двухпроцессорных платформ формата 2U ориентированы на гибкость конфигурации, тогда как R770AP сознательно ограничивает поддержку графических ускорителей, разнообразие вариантов хранения и максимальный объем оперативной памяти. Взамен платформа предлагает предельную для актуальной линейки Dell на Intel плотность процессорных P-ядер, высокую пропускную способность памяти и предсказуемое время выполнения операций.

Архитектура сервера изначально рассчитана на определенный тип процессоров и узкий класс нагрузок. Как и в случае с PowerEdge R7725xd отказ от части универсальных возможностей здесь является не недостатком, а осознанным архитектурным решением.

Чтобы понять место R770AP в линейке, сначала стоит рассмотреть близкую по позиционированию платформу. Семейство Dell PowerEdge R7x0 традиционно объединяет универсальные двухпроцессорные серверы формата 2U на Intel, а PowerEdge R7725 выполняет аналогичную роль среди систем на AMD EPYC.

PowerEdge R770 продолжает эту концепцию: поддерживает процессоры Xeon 6 с производительными P-ядрами и энергоэффективными E-ядрами, графические ускорители, комбинированные конфигурации SAS, SATA и NVMe, до 8 Тбайт памяти в 32 слотах DIMM и широкие возможности расширения PCIe 5.0. Это позволяет использовать сервер для различных задач - от виртуализации до выполнения моделей ИИ.

PowerEdge R770AP устроен иначе.

Индекс AP указывает на ориентацию платформы на повышенную производительность, однако различия с обычным R770 значительно глубже, чем может показаться по названию. PowerEdge R770 использует процессоры Intel Xeon 6 серий 6700P и 6500P на платформе Granite Rapids-SP с разъемом LGA 4710, восемью каналами памяти и числом производительных P-ядер до 86 на процессор. R770AP рассчитан на Granite Rapids-AP с разъемом LGA 7529, 12 каналами DDR5 и процессорами Xeon 6 серии 6900P, содержащими до 128 P-ядер. В рассматриваемой конфигурации использовались 120-ядерные процессоры.

Именно такое положение серия 6900P занимает в архитектуре Intel Xeon 6. Она рассчитана на задачи, которым одновременно требуются большое число P-ядер, высокая пропускная способность памяти и развитый ввод-вывод.

Семейство Xeon 6 разделяет процессоры по характеру целевых нагрузок. Модели с E-ядрами ориентированы на высокую плотность вычислений и энергоэффективность в масштабируемых облачных средах, микросервисных приложениях и системах доставки контента. Процессоры с P-ядрами предназначены для ресурсоемких задач, где требуется стабильная производительность каждого потока: инженерного моделирования, аналитики в реальном времени, крупных баз данных в оперативной памяти и финансовых расчетов, чувствительных к задержкам.

Xeon 6 серии 6900P занимает верхний уровень линейки P-ядер. Платформа поддерживает до 12 каналов памяти, 96 линий PCIe 5.0 и шесть соединений UPI 2.0 на процессор. Объем кэша третьего уровня у Xeon 6978P достигает 504 Мбайт. Такая архитектура ориентирована не только на совокупную пропускную способность, но и на снижение колебаний задержек планировщика и времени доступа к памяти в системах, где важна стабильность выполнения операций.

PowerEdge R770AP переносит этот подход на уровень серверной платформы. Поддержка графических ускорителей отсутствует, а варианты с SAS и SATA заменены конфигурациями только с NVMe. Сервер поддерживает до 16 накопителей NVMe PCIe 5.0 формата 2,5 дюйма либо до 32 накопителей E3.S - точная схема зависит от исполнения корпуса.

Подсистема памяти включает 24 слота DIMM - по 12 на процессор - и поддерживает до 3 Тбайт DDR5 со скоростью до 6400 МТ/с. Установка одного модуля на каждый канал позволяет задействовать все 12 каналов без перехода к двум модулям на канал. Для расширения предусмотрено до пяти слотов PCIe 5.0 с разъемами x16 и два разъема OCP 3.0 для сетевых адаптеров.

В результате получилась двухпроцессорная платформа 2U, ориентированная на плотность вычислений, пропускную способность памяти и стабильное время выполнения. К целевым сценариям относятся высокочастотная торговля, расчет финансовых рисков в реальном времени и крупномасштабное параллельное моделирование. Применимость сервера для финансовых вычислений также подтверждается опубликованными результатами испытаний STAC-A2, хотя они проводились в другой конфигурации - с процессорами Xeon 6980P.

Тестовый сервер R770AP оснащен двумя Intel Xeon 6978P по 120 ядер с базовой частотой 2,1 ГГц и частотой до 3,2 ГГц при ускорении всех ядер, а также 3 Тбайт DDR5-6400 в 24 слотах DIMM. 

Для сравнения используется PowerEdge R770 с двумя Xeon 6787P по 86 ядер, восемью каналами памяти и 2 Тбайт DDR5. Основной вопрос испытаний заключается в том, насколько эти архитектурные преимущества проявятся в прикладных задачах и оправдают ограничения конфигурации специализированной платформы.

Технические характеристики Dell PowerEdge R770AP

В таблице ниже приведены параметры и поддерживаемые варианты конфигурации Dell PowerEdge R770AP.

Дизайн и архитектура сервера Dell PowerEdge R770AP

Dell PowerEdge R770AP - стоечный сервер формата 2U из линейки PowerEdge 17-го поколения, выполненный в едином внешнем стиле с ранее рассмотренным PowerEdge R770. Размеры корпуса составляют 86,8 × 482 × 802,4 мм с установленной лицевой панелью, которая обычно заказывается дополнительно.

На правой передней панели управления расположены порт USB 2.0 Type-C с поддержкой iDRAC Direct, кнопка питания, кнопка идентификации системы и индикаторы состояния сервера.

Dell PowerEdge R770AP поддерживает три конфигурации накопителей. Сервер на фото оснащен дисковой корзиной на 16 накопителей NVMe формата 2,5 дюйма с интерфейсом PCIe 5.0 x4. Максимальная суммарная емкость такой конфигурации составляет 245,76 Тбайт.

Также доступны варианты на 16 накопителей NVMe формата 2,5 дюйма с интерфейсом PCIe 5.0 x2 и максимальной емкостью 245,76 Тбайт либо на 32 накопителя NVMe EDSFF E3.S PCIe 5.0 общей емкостью до 491,52 Тбайт.

В конфигурациях на 16 накопителей отсеки разделены на два блока по восемь - в левой и правой частях передней панели. Центральная секция используется для забора охлаждающего воздуха.

Внутри корпуса R770AP используется прямая и аккуратная разводка кабелей NVMe. Они соединяют бэкплейн с передней частью системной платы, сокращая длину тракта передачи данных и сохраняя упорядоченную компоновку компонентов.

По краям задней панели сервера PowerEdge R770AP установлены два резервируемых блока питания мощностью 2400 Вт с горячей заменой. За загрузку операционной системы отвечает отдельный модуль BOSS-N1 с аппаратным RAID 1, который оснащен двумя накопителями M.2 NVMe емкостью по 480 Гбайт.

Для установки плат расширения предусмотрено до пяти слотов PCIe 5.0 с разъемами x16 - позиции 2, 3, 5, 7 и 9. Слоты 2, 5 и 7 рассчитаны на платы полной высоты и половинной длины, а слоты 3 и 9 поддерживают полноразмерное по высоте либо низкопрофильное исполнение.

Сетевые адаптеры OCP 3.0 устанавливаются в два выделенных разъема. Слот 4 поддерживает подключение PCIe 5.0 x8 или x16, слот 10 - PCIe 5.0 x16.

В стандартный набор задних интерфейсов входят выделенный Ethernet-порт контроллера управления BMC, два порта USB 3.1 Type-A и видеовыход VGA.

При более детальном осмотре модуля BOSS-N1 видны два расположенных рядом загрузочных накопителя емкостью по 480 Гбайт. Оба поддерживают горячую замену и доступны для быстрого извлечения.

После снятия верхней крышки и воздуховодов открывается упорядоченная внутренняя компоновка PowerEdge R770AP. Шесть вентиляторов с горячей заменой направляют воздушный поток через крупные радиаторы процессоров Intel Xeon 6 серии 6900P. Два процессорных разъема и соответствующие им слоты памяти расположены на системной плате симметрично.

По всему корпусу размещены синие сервисные фиксаторы и метки, которые упрощают снятие кабелей и доступ к компонентам при обслуживании.

После снятия процессора становятся особенно заметны внушительные размеры Intel Xeon 6 серии 6900P. В PowerEdge R770AP используется процессорный разъем LGA 7529.

Сервер на фото оснащен двумя Intel Xeon 6978P. Каждый процессор содержит 120 ядер и имеет расчетную тепловую мощность 500 Вт, поэтому два разъема обеспечивают в сумме 240 процессорных ядер.

Для охлаждения двух процессоров с суммарной расчетной тепловой мощностью 1000 Вт в Dell PowerEdge R770AP применяется специально разработанная система радиаторов. В передней и задней частях используются горизонтально ориентированные ребра и тепловые трубки для отвода тепла.

Центральная секция радиаторов получила вертикальный пакет ребер, увеличивающий площадь контакта с воздушным потоком перед его выходом из корпуса. Между радиаторами расположены 24 слота DIMM - по 12 на каждый процессор, по шесть с каждой стороны.

PowerEdge R770AP поддерживает блоки питания мощностью 1500, 1800, 2400 и 3200 Вт класса 80 PLUS Titanium. Они допускают горячую замену и могут устанавливаться с резервированием.

Суммарная расчетная тепловая мощность двух процессоров в тестовой конфигурации достигает 1000 Вт. Поэтому блоки на 1500 Вт оставляют ограниченный запас для накопителей и плат расширения.

Тестовый сервер оснащен двумя блоками питания по 2400 Вт. Их эффективность достигает 96%, а такая мощность рассматривается как практический минимум для конфигурации с максимальным числом накопителей.

Удаленное управление PowerEdge R770AP выполняется через iDRAC10 — систему, используемую в серверах Dell PowerEdge 17-го поколения.

Интерфейс и основные принципы работы унифицированы в рамках линейки, поэтому администраторам, уже работающим с iDRAC10 на других серверах PowerEdge, среда управления будет знакома.

Главная панель iDRAC10 выводит сводную информацию о состоянии основных подсистем сервера: общее состояние системы, процессоры, оперативная память, охлаждение, накопители, напряжение, блоки питания, батареи, контроль вскрытия корпуса.

Как видно на скриншоте выше все подсистемы PowerEdge R770AP исправны. На этой же странице доступны основные сведения о сервере, версии микропрограмм и статус лицензии. В рассматриваемой конфигурации использовалась лицензия iDRAC10 Enterprise.

В разделе параметров рабочей среды системы доступны подробные сведения об охлаждении: состояние каждого вентилятора, скорость вращения и уровень ШИМ-управления, выбранный тепловой профиль и температура воздуха на входе. Все показатели обновляются в режиме реального времени.

Эти данные позволяют дистанционно оценивать работу охлаждения в плотно заполненной стойке и выявлять возможные причины перегрева без физического доступа к серверу.

Раздел Power Info предоставляет аналогичные возможности контроля энергопотребления. В нем отображаются состояние блоков питания, текущая потребляемая мощность, степень использования их номинальной мощности и график изменения показателей за выбранный период.

Администратор может оценить среднее и пиковое потребление сервера, использовать эти данные при планировании энергомощности и выявлять скачки, связанные с изменением нагрузки. Для анализа на уровне отдельного сервера отдельное средство мониторинга при этом не требуется.

В совокупности эти функции делают iDRAC10 полноценной системой управления, независимой от операционной системы. Она охватывает основные этапы эксплуатации PowerEdge R770AP — от первоначального развертывания до повседневного контроля — и доступна удаленно через веб-интерфейс или программный интерфейс Redfish RESTful API.

Производительность Dell PowerEdge R770AP

Для оценки производительности PowerEdge R770AP сравнивался с PowerEdge R770.

Тестовый R770AP был оснащен двумя Intel Xeon 6978P по 120 ядер — всего 240 ядер — и 3 Тбайт памяти DDR5. В сравниваемом R770 использовались два Intel Xeon 6787P по 86 ядер — суммарно 172 ядра — и 2 Тбайт DDR5. 

Для проверки процессоров обеих систем использовался набор вычислительных тестов. y-cruncher оценивал скорость арифметических операций и многопоточных вычислений с плавающей запятой. Blender создавал прикладную нагрузку трехмерной визуализации, масштабируемую в зависимости от числа ядер и пропускной способности памяти. Набор Phoronix Test Suite дополнил испытания более широким перечнем задач, ограниченных производительностью процессоров, и позволил оценить устойчивую вычислительную производительность обеих платформ.

y-cruncher

y-cruncher - многопоточная масштабируемая программа для тестирования производительности и устойчивости вычислительных систем, развиваемая с 2009 года. Она рассчитывает число π и другие математические константы вплоть до триллионов знаков и хорошо подходит для сравнения платформ с большим числом процессорных ядер. Чем меньше время выполнения, тем выше результат.

Во всех вариантах теста PowerEdge R770AP опередил R770.

По мере увеличения объема вычислений разрыв возрастал. В наиболее тяжелом тесте R770AP завершил расчет на 61,529 секунды быстрее, сократив время выполнения на 12,5%. В пересчете на скорость вычислений это соответствует преимуществу примерно в 14,3%.

Blender

Blender — программа с открытым исходным кодом для трехмерного моделирования и визуализации. Испытания проводились с помощью Blender Benchmark. Результат измеряется в числе образцов рендеринга в минуту: чем выше показатель, тем выше производительность.

В Blender 4.3 PowerEdge R770AP опередил R770 во всех трех сценах.

Наибольший разрыв зафиксирован в сцене Classroom, где R770AP показал примерно на 36% более высокую производительность.

Тесты Phoronix Test Suite

Phoronix Test Suite - платформа с открытым исходным кодом для автоматизированного тестирования производительности. Через OpenBenchmarking.org доступно более 450 тестовых профилей и свыше 100 наборов испытаний. Платформа автоматизирует установку зависимостей, запуск тестов и сбор результатов, поэтому применяется для сравнения систем, проверки оборудования и непрерывного контроля производительности.

Для сравнения PowerEdge R770AP и R770 использовались тесты STREAM, 7-Zip, сборка ядра Linux, Apache и OpenSSL.

STREAM

В тесте пропускной способности памяти STREAM PowerEdge R770AP показал 869 965,3 Мбайт/с против 472 135,6 Мбайт/с у R770. Разница составила 84,3% в пользу R770AP, что демонстрирует преимущество его подсистемы памяти в этой конфигурации.

7-Zip

В тесте сжатия 7-Zip результат R770AP достиг 806 375 MIPS против 628 206 MIPS у R770. Преимущество специализированной платформы составило 28,4%.

Сборка ядра Linux

При сборке ядра Linux в конфигурации allmod меньшее время означает лучший результат. R770AP завершил задачу за 176,391 секунды, R770 - за 188,793 секунды. Время выполнения сократилось на 12,402 секунды, или на 6,6%.

Apache

Apache стал единственным тестом, в котором PowerEdge R770 оказался быстрее. Он обработал 60 258,5 запроса в секунду против 48 729,63 у R770AP - на 23,7% больше. Результат показывает, что производительность веб-сервера не всегда линейно увеличивается вместе с числом ядер и может зависеть от задержек памяти и особенностей ввода-вывода.

OpenSSL

В тесте OpenSSL авторы зафиксировали 2 515 270 390 853 операции проверки в секунду на R770AP и 2 216 883 554 350 операций на R770. Разница составила 13,5% в пользу R770AP.

Dell PowerEdge R770AP: высокочастотная торговля и предсказуемая производительность

Стандартный набор испытаний оценивает вычислительную производительность, пропускную способность памяти и масштабирование прикладных задач. Однако архитектура R770AP рассчитана и на сценарии, которые обычно не входят в такие тесты, - стабильность времени выполнения операций на уровне микросекунд.

Для демонстрации возможностей платформы в наиболее требовательных сценариях Dell Technologies совместно с Metrum AI опубликовала исследование PowerEdge R770AP в задачах высокочастотной торговли. Исследование также показывает, чем специализированная архитектура R770AP отличается от более универсального R770.

Методика Metrum AI основана на специализированной программе jitter-c, которая измеряет разброс задержки пробуждения потока для каждого процессорного ядра. Иными словами, инструмент определяет, насколько точно поток, назначенный на заданный момент времени, фактически начинает выполняться. Методика исключает влияние сетевых задержек и логики приложения, концентрируясь на изменчивости работы планировщика процессора. Для каждого процессора собиралось более миллиона измерений с расчетом среднего значения и процентилей p50, p90, p99 и p99,9.

В исследовании сравнивались PowerEdge R770AP с двумя Intel Xeon 6980P - всего 256 ядер - и PowerEdge R760 предыдущего поколения с двумя Xeon Platinum 8592+ - всего 128 ядер. По опубликованным результатам, у R770AP задержка пробуждения на уровне 99-го процентиля составила около 1 мкс - примерно вдвое меньше, чем у R760. Одновременно число процессорных ядер в двухпроцессорной системе увеличилось вдвое.

Полученные профили задержек затем использовались в системе исторического моделирования торговых стратегий. При каждом запуске операции симулятор добавлял задержку из измеренного профиля соответствующего процессора, позволяя оценить ее возможное влияние на момент подачи заявки, позицию в очереди и финансовые показатели стратегии. Результаты этого моделирования приведены далее.

Как отметил Шеймус Джонс из Dell в комментарии к исследованию, основная ценность платформы заключается не просто в высокой скорости, а в ее стабильности и предсказуемости. В торговых системах высокая, но нестабильная производительность становится источником риска, тогда как предсказуемое время выполнения операций может рассматриваться как стратегическое преимущество.

Заключение

Dell PowerEdge R770AP занимает четко очерченное место в линейке PowerEdge 17-го поколения. Он не заменяет PowerEdge R770 и рассчитан на другой класс задач.

PowerEdge R770 сохраняет роль универсального двухпроцессорного сервера 2U на Intel с широкими возможностями конфигурирования. Платформа поддерживает графические ускорители, различные сочетания накопителей SAS, SATA и NVMe, процессоры Xeon 6 с производительными P-ядрами и энергоэффективными E-ядрами, а также до 8 Тбайт памяти в 32 слотах DIMM.

Для типовых задач виртуализации, смешанных корпоративных нагрузок и проектов, где важна гибкость конфигурации, PowerEdge R770 остается более подходящим выбором.

PowerEdge R770AP предназначен для нагрузок, под которые универсальный R770 изначально не оптимизировался. Платформа Granite Rapids-AP с 12 каналами памяти, числом P-ядер до 128 на процессор и кэшем третьего уровня до 504 Мбайт позволила Dell создать сервер 2U, в котором приоритет отдан плотности вычислений, пропускной способности памяти и предсказуемости времени выполнения, а не разнообразию конфигураций.

Результаты испытаний соответствуют этой специализации. Пропускная способность памяти в STREAM выросла на 84,3%, производительность Blender - на 29-36%, а преимущество в y-cruncher увеличивалось по мере роста объема вычислений. При этом в Apache сервер R770 оказался быстрее. Это показывает, что переход на R770AP не ускоряет автоматически каждое приложение. Для нагрузок, чувствительных к топологии NUMA и распределению потоков, может потребоваться дополнительная настройка программной среды. 

Исследование Metrum AI, опубликованное Dell, дополнительно раскрывает преимущества платформы для задач с жесткими требованиями к стабильности задержек. В испытанной конфигурации 99-й процентиль разброса задержки пробуждения потока сократился примерно вдвое при одновременном увеличении числа ядер со 128 до 256. 

Для высокочастотной торговли, расчета рисков в реальном времени, крупных баз данных в оперативной памяти и параллельного моделирования PowerEdge R770AP представляет собой обоснованно специализированную платформу. Для большинства смешанных корпоративных нагрузок более подходящими вариантами остаются универсальные PowerEdge R770 и R7725.