Intel en Facebook ontwikkelen samen nieuwe technologieën voor het datacenter

Nieuwe ‘photonic’-architectuur zal het komende decennium zorgen voor radicale vernieuwingen in rack-serverontwerp

Samenvatting

• Intel en Facebook werken samen aan de ontwikkeling van nieuwe rack-technologieën voor het datacenter, waarmee reken-, netwerk- en opslagsystemen van elkaar kunnen worden gescheiden, voor meer flexibiliteit en efficiency.
• Quanta Computer onthult mechanisch prototype van de nieuwe rack-architectuur, dat de verbeteringen in kosten, ontwerp en betrouwbaarheid van een functioneel gescheiden (‘disaggregated’) serverrack toont.
• Het prototype maakt gebruik van Intel Photonics Technology en biedt tevens gedistribueerde input/output-mogelijkheden dankzij Intel Ethernet switch-chips. Daarnaast biedt het ondersteuning voor de Intel Xeon processor en de volgende generatie system-on-chip (SoC) Intel Atom processor, bekend onder de codenaam ‘Avoton’.
• Intel heeft zijn inspanningen op het gebied van silicon photonics verschoven van R&D naar concrete productontwikkeling en heeft engineering samples geproduceerd die snelheden tot 100 gigabits per seconde (Gbps) behalen.

Kontich, 16 januari 2013 – Intel en Facebook werken samen aan de ontwikkeling van een nieuwe generatie rack-technologieën voor het datacenter, die gebruikt zullen worden door ’s werelds grootste datacenters. Als onderdeel van deze samenwerking hebben de beide bedrijven ook een mechanisch rackprototype onthuld van Quanta Computer, dat gebruikmaakt van Intels nieuwe photonic rack-architectuur. Met het rackprototype worden de potentiële voordelen op het gebied van kosten, ontwerp en betrouwbaarheid van een zogenaamd ‘disaggregated’ racksysteem gedemonstreerd. In zo’n racksysteem zijn de verschillende servercomponenten – reken-, opslag- en netwerksystemen – van elkaar losgekoppeld, voor meer flexibiliteit en efficiency.

In de photonic rack-architectuur wordt voor de verbindingen gebruikgemaakt van goedkope siliciumcomponenten in plaats van kostbare en soms exotische optische materialen. Die bieden ook nog eens hogere snelheden, meer betrouwbaarheid en een betere schaalbaarheid. Organisaties met grootschalige serverparken of datacenters, kunnen hiermee prestatie-bottlenecks elimineren en hebben de zekerheid dat ze hun systemen nog zeer lang kunnen upgraden. Tegelijkertijd kunnen ze aanzienlijk besparen op de operationele kosten voor wat betreft serverruimte en energie.

“Intel en Facebook ontwikkelen samen een nieuwe, gescheiden architectuur voor rackservers. Daarmee kunnen in de toekomst de reken-, netwerk- en opslagsystemen onafhankelijk van elkaar worden vervangen of geüpgraded. Het wordt de blauwdruk voor de mega-datacenters van het volgende decennium”, aldus Justin Rattner, Intel chief technology officer, tijdens zijn keynote bij de Open Computer Summit in Santa Clara. “De ‘disaggregated’ rackarchitectuur bevat Intels nieuwe silicon photonics architectuur, die gebaseerd is op Intels zeer snelle 100Gbps Silicon Photonics Technology. Dit zorgt voor minder kabels, meer bandbreedte, een groter bereik en een zeer hoge energie-efficiency, vergeleken met de huidige koperverbindingen.”

Volgens Rattner is de nieuwe architectuur gebaseerd op ruim een decennium aan onderzoek om een hele familie van op silicium gebaseerde photonic-apparaten te ontdekken, waaronder lasers, modulators en detectors. Deze maken gebruik van goedkope siliciumcomponenten om volledig geïntegreerde photonics-apparaten te bouwen die een ongekende snelheid en energie-efficiency bieden. Daarbij worden lichtfotonen gebruikt om enorme hoeveelheden aan data met extreem hoge snelheden en met zeer weinig energie te transporteren via een dunne optische kabel, in plaats van via koperkabels. De afgelopen twee jaar is Intel bezig geweest om aan te tonen dat zijn silicon photonics technologie gereed is voor productie en het bedrijf heeft inmiddels de eerste engineering samples geproduceerd.

Silicon photonics en de voordelen van ‘disaggregation’
Organisaties met grote datacenters kunnen aanzienlijke kostenbesparingen realiseren door middel van ‘disaggregation’, ofwel het scheiden van componenten in een serverrack. Daarbij worden de verschillende onderdelen die zich nu in één systeem bevinden, gescheiden in aparte modules. Denk daarbij aan de rekeneenheden, opslag, netwerkcomponenten en de stroomvoorziening. Traditioneel bevat iedere rackserver elk van deze componenten. Door ze van elkaar los te koppelen, kunnen dezelfde componenten makkelijk gegroepeerd worden, om ze vervolgens over het rack te verdelen. Dit zorgt voor makkelijkere upgrades, meer flexibiliteit en een hogere betrouwbaarheid, terwijl ook de kosten worden teruggebracht.

“We zien veel potentieel in de flexibiliteit die deze technologieën bieden voor hardware. Silicon photonics zal ons in staat stellen om alle hardwaremiddelen met elkaar te verbinden, waarbij we ons minder zorgen hoeven te maken over waar ze zich bevinden”, zegt Frank Frankovsky, chairman van de Open Compute Foundation en vice president van hardwaredesign bij de supply chain binnen Facebook. “We hebben er vertrouwen in dat het openbaar ontwikkelen van deze technologieën en ze vervolgens terugbrengen naar het Open Compute Project zal zorgen voor een ongekend innovatietempo, waarmee de hele industrie uiteindelijk hun systemen kan verbeteren.”

Doordat deze belangrijke componenten niet meer in hetzelfde systeem zitten, kan ieder onderdeel apart worden geüpgraded of vervangen. Dit betekent dat componenten langer gebruikt kunnen worden en IT-managers alleen specifieke onderdelen hoeven te vervangen, in plaats van het hele systeem. Het maakt tevens een betere distributie van de warmte in het systeem mogelijk, omdat componenten optimaal in een rack gepositioneerd kunnen worden. Dit resulteert weer besparingen op het gebied van koeling.

Het getoonde prototype demonstreert Intels photonic rack-architectuur voor onderlinge verbindingen en laat zien hoe verschillende componenten over een rack verdeeld kunnen worden. Intel zal ook bijdragen aan het ontwikkelen van een photonic connector voor het Open Compute Project (OCP) en zal met Facebook, Corning en anderen samenwerken om het ontwerp te standaardiseren. Het prototype beschikt verder over gedistribueerde I/O op basis van Intel switching-chips en zal ondersteuning bieden voor de Intel Xeon processor en de nieuwe generatie 22nm system-on-chip (SoC) Intel Atom processor (codenaam ‘Avoton’) die dit jaar beschikbaar zal komen.

Intel en Facebook: een geschiedenis van samenwerking
Intel en Facebook zijn al lange tijd technologiepartners op het gebied van hardware- en softwareoptimalisatie, om de efficiency en de schaalgrootte van Facebook-datacenters te verbeteren. Intel is tevens een van de founding board members van het OCP, dat mede is opgericht door Facebook. Intel werkt op diverse vlakken samen met het OCP, onder andere het ontwerpen van OCP systeemborden voor Intel Xeon en Intel Atom processors, opslagsystemen op basis van de Intel Atom processor en oplossingen voor hardwarebeheer.