Im Server-Bereich werden ausschließlich nur noch Multi-Core-Prozessoren eingesetzt, die je nach Einsatzgebiet über genügend Performance verfügen oder sehr energieeffizient arbeiten müssen. Aber beim Kauf eines Servers ist nicht allein die Rechenleistung das entscheidende Kriterium, sondern auch Faktoren wie Skalierbarkeit, Erweiterbarkeit und das Management des Systems spielen eine wichtige Rolle.
Für das Virtualisierungsumfeld bietet AMD aktuell die Opteron-Prozessoren der 61xx-Serie an, die sowohl in Zwei- also auch Vier-Sockel-Systeme arbeiten können. Dabei beziehen die CPUs ihre Leistung aus insgesamt zwölf Kernen mit Taktraten von bis zu 2,5 GHz. So kommt ein Vier-Sockel-Server auf insgesamt 48-CPU-Kerne.
Allerdings muss ein Server im unternehmenskritischen Umfeld noch weitaus mehr können, als nur schnell rechnen. Es sollte vor allen Dingen besonders ausfallsicher und leicht zu verwalten sein, um die problemlose Funktion rund um die Uhr zu garantieren.
Im Test prüfen wir die Leistungsfähigkeit des aktuellen Vier-Sockel-Servers System x3755 M3 von IBM. Der Rack-Server ist mit vier 1,8 GHz schnellen 12-Core-Opteron-CPUs ausgestattet und adressiert besonders Unternehmen, die ihre IT-Infrastruktur konsolidieren wollen. Wir untersuchen Installation, Erweiterbarkeit, Handhabung, Verwaltung, Support sowie Performance des 2-HE-Servers.
IBM System x3755 M3
Den Rack-Server System x3755 M3 konzipierte IBM speziell für den Einsatz in mittelständischen Firmen und Großunternehmen. Laut Hersteller bietet das System eine hohe Performance und Skalierbarkeit und ist besonders für Server-Konsolidierungs- und Virtualisierungsaufgaben geeignet.
Das zirka 30 kg schwere Rack-Gerät mit den Abmessungen 44,6 x 72,8 x 8,7 cm (B x T x H) lässt sich mit den optionalen Gleitschienen schnell und problemlos als 2-HE-Rack-Server einsetzen. Die nötige Rechen-Power bezieht das System aus vier 12-Core-Opteron Prozessoren des Typs 6166 HE (1,8 GHz) mit 12 MByte L3-Cache einschließlich SR5690-/SP5100-Chipsatz und 128 GByte Hauptspeicher. Die 16 8192 MByte großen Dual-Rank-DIMM-Module arbeiten mit 1333 MHz effektiver Taktfrequenz nach dem DDR3-Standard inklusive ECC-Funktionalität. Zusätzlich bietet der Server mit der Memory-Mirroring eine erhöhte Ausfallsicherheit des Hauptspeichers.
Für Steckkarten stellt der Rack-Server zwei PCI-Express-x8/x8- und einen PCI-Express-x16/x8-Slot zur Verfügung. In einem weiteren PCIe-x8/x4-Slot steckt ein SAS-RAID-Adapter. Für die Integration in ein Netzwerk stattet der Hersteller das System mit zwei integrierten Dual-Gigabit-Ethernet-Controllern (Broadcom BMC5709C) aus, die vier Ports steuern. Sie unterstützen die Funktionen Load-Balancing und Failover, um einen schnellen und sicheren Datenaustausch über das Netzwerk zu gewährleisten.
Dedizierte Maus- und Tastaturanschlüsse bietet die IBM-Maschine nicht, dafür besitzt das System auf der Rückseite zwei USB-2.0-Ports, eine serielle Schnittstelle sowie einen VGA-Anschluss. Zusätzlich ist ein Netzwerk-Port als Remote-Management-Schnittstelle herausgeführt. Ein integrierter AST-2010-Grafik-Controller (Bestandteil des iBMC) mit 8 MByte RAM übernimmt die grafische Kommunikation zum Display. Darüber hinaus besitzt der IBM-Server auf der Vorderseite einen Power-On/Off-Schalter mit Betreibsanzeige und zwei USB-Anschlüsse sowie ein Light-Path-Diagnostics-Panel zum herausschieben. Status-LEDs für Ethernet-Aktivität, Informationen, Systemfehler und Position (inklusive Schalter) runden das Angebot an Anzeige- und Bedienoptionen ab.
Als Laufwerk für Installationszwecke bietet der IBM-Server ein Slimline-DVD-ROM. Das Storage-Subsystem des Systems besteht aus zwei 3,5-Zoll-SAS-15K-Festplatten vom Typ IBM 15K SAS mit einer Kapazität von je 300 GByte. Dabei arbeiten die zwei Festplatten in einem RAID-1-Verbund. Die Verwaltung der Hotplug-fähigen HDDs übernimmt der optionale SAS/SATA-RAID-Adapter ServeRAID-M5015 mit 512 MByte batteriegepuffertem Cache.
Weitere Details
Für das Server-Management per Remote besitzt der Server den Base Management Controller iBMC, den der Hersteller auf dem Mainboard ohne Verlust eines Steckkarten-Slots platziert. Der BMC ist mit dem Intelligent Platform Management Interface (IPMI) 2.0 kompatibel und ermöglicht die Überwachung des Servers vor, während und nach der Installation des Betriebssystems. Zusätzlich stehen dem Remote-Benutzer eine Virtual-Floppy- und eine CD-Funktionalität zur Verfügung. Sicherheits- und Authentifizierungsaufgaben lassen sich per Active Directory durchführen. Mit einer Videoüberwachungsfunktion des BMCs erhält der Administrator jederzeit Zugriff auf die Remote-Konsole - sogar während eines Neustarts.
Foto: IBM
Die Stromversorgung des Rack-Servers übernehmen drei 1100-Watt-Netzteile, die Hotplug-fähig sind. Die Kühlung des Energieversorgers erfolgt über einen integrierten 40-mm-Lüfter. Eine ausreichende Kühlung der vier CPUs erreicht der Server durch fünf austauschbare 60-mm-Doppel-Lüfter im inneren des Systems, die die Frischluft aus dem Frontbereich ansaugen. Ein Luftführungsschacht zwischen CPU, DIMM-Speicher und den vorderen Storage-Einheit sorgt für eine gezielte Wärmeabfuhr. Alle im Gerät eingesetzten Lüfter sind Hotplug-fähig.
IBM offeriert den System x3755 M3 (716452G) zum Einstiegspreis von zirka 7200 Euro. Die Grundkonfiguration besteht aus vier Acht-Core-Opteron-Prozessoren des Typs 6136 mit einer Taktfrequenz von 2,4 GHz und 4 x 4 GByte Hauptspeicher sowie zwei 1100-Watt-Netzteilen. Ein RAID-Controller (ServeRAID M5015 SAS/SATA) aber ohne Festplatte ist im Lieferumfang bereits enthalten. Das von TecChannel getestete System kostet etwa 12.0000 Euro ohne Betriebssystem.
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Produkt |
System x3755 M3 |
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Hersteller |
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Prozessor |
4 x Opteron 6166 HE 12-Core; 1,8 GHz; 12 MByte L3 |
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Hauptspeicher |
16 x 8192 MByte DDR3-1333 MHz ECC |
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Storage-Subsystem |
2 x 300 GByte 15K-SAS-HDDs 3,5 Zoll |
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Steckplätze |
4 PCIe-Steckplätze: 1 x PCIe-x16/x8-Slot, 1 x PCIe x8/x8t, 1 x Storage-Slot (PCIe x8/x4); 1x interner USB-Port für VMware ESXi |
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Netzwerk |
2 x Broadcom NeXtreme BCM5709 Dual-Port 1 Gbit-Ethernet |
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Weitere Optionen |
SAS-SATA-RAID-Adapter ServeRAID-M5015 (x8 PCIe, 512 MByte Cache, Batterie, RAID-0/1/10/5/50; Base Management Controller iBMC |
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Grundpreis |
7200 Euro |
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Preis Testgerät |
zirka 13.400 Euro |
Erweiterbarkeit und Handhabung
Die Erweiterbarkeit des IBM System x3755 wird durch die 2-HE-Rack-Bauform nicht besonders begünstigt. So bietet der Hersteller für eine individuelle Steckkartenkonfiguration insgesamt vier freie PCIe-Slots an. Ein Slot in voller Baulänge sowie zwei PCIe-Slots mit halber Länge aber voller Bauhöhe sowie einen für low-profile Steckkarten mit halber Baulänge an. Die Steckkarten werden ohne Werkzeug über eine Hebelmechanik am Gehäuse arretiert, was lediglich etwas handwerkliches Geschick erfordert.
Im Bereich der 12-Core-CPUs bietet IBM für den Server aktuell Prozessoren der 616x- und der 617x-Serie (1,7 GHz bis 2,3 GHz) an. Die 8-Core-Server Prozessoren offeriert IBM von 1,80 bis 2,4 GHz in unterschiedlichen Ausführungen (612x und 613x) an. Das Wechseln der CPUs gestaltet sich relativ einfach. Allerdings muss zuvor der Luftführungsschacht entfernt werden. Die Kühlkörper der Prozessoren sind mit je zwei Schrauben auf dem Mainboard arretiert. Und sind nur mit einem Schraubendreher zu lösen. Erst dann kann man durch Lösen der Sockelklemmen die CPUs entnehmen.
Darüber hinaus bietet der Hersteller verschiedene optionale Hardware- und Software-Erweiterungen an. Diese kann der Anwender bei der Konfiguration seines Systems individuell zusammenstellen.
Die insgesamt 32 DIMM-Slots fassen maximal 512 GByte an Speicher bei Verwendung von 16-GByte-Modulen. Die Speicherriegel befinden sich unter einer Luftführung. Für die Vollbestückung mit 32-x-16-GByte-RDIMM muss der Kunde den stolzen Preis von zirka 26.560 Euro inklusive Mehrwertsteuer (aktueller Modulpreis 830 Euro) bezahlen. Das Wechseln der Speicherriegel ist etwas Umständlich, da vorher der Netzteilschacht mittels eines Bügels umgeklappt und danach die Luftleitverdeckung entfernt werden muss.
Im Bereich Storage-Erweiterbarkeit sind dem System aufgrund seines Rack-Gehäuses Grenzen gesetzt. So nimmt die dreifach geteilte Backplane bis zu 8 Hotplug-fähige 3,5-Zoll SAS- oder SATA-Festplatten auf. Die HDDs befinden sich in einem kombinierten Kunststoff-Metall-Rahmen und sind mittels einer Hebelmechanik leicht aus dem Gehäuse herauszunehmen. Über den Status jeder einzelnen HDD informieren zwei LEDs am Laufwerkseinschub. Zusätzlich besitzt der Rack-Server ein Slimline-Einschubschacht, das mit einem DVD-ROM-Laufwerk bestückt ist. Unter Verwendung von 3,5-Zoll-2-TByte-Festplatten erreicht das System eine maximale Storage-Kapazität von 16,0 TByte.
Für eine erste schnelle Systemdiagnose haben die Entwickler dem Server ein Light-Path-Diagnostics-Panel an der Vorderseite spendiert. Die Statusanzeige mit LEDs und zweistelliger Ziffernanzeige informiert über den Zustand des Servers sowie mögliche Ursachen einer Systemstörung. In einem Rack-Verbund erlaubt eine Systemidentifikationstaste inklusiver blau blinkender Anzeige an der Frontblende und der Rückseite das Auffinden des Servers.
Installation und Verwaltung
Der Test-Server wurde bereits fertig vorkonfiguriert geliefert. So dass eine Installation des Betriebssystems nicht notwendig war. Allerdings verfügt IBM auch entsprechende Tools zur Erstinstallation und Konfiguration, die man sich von der Webseite herunterladen muss.
Das zentrale Verwaltungs- und Konfigurations-Tool des IBM System x3755 M3 bildet der IBM Systems Director. Nach der Installation des Programms bietet es die Möglichkeit, einzelne IBM-Systeme gemeinsam und konsistent zu überwachen, zu konfigurieren, aktualisieren und verwalten. Bei Fehlern warnt die webbasierte Anwendung per E-Mail.
Weitere wichtige Instrumente der Server-Verwaltung und -Steuerung stellt der steckplatzlose optionale iBMC-Controller (Base Management Controller ) zur Verfügung. Dieser wird per separater Ethernet-Management-Schnittstelle an ein vorhandenes Netzwerk angeschlossen. Die Konfiguration erfolgt im Controller-Setup während der Boot-Phase. Hier kann man die Hardware mit einer statischen IP-Adresse versehen oder automatisch mit DHCP arbeiten lassen. Nach dem Einrichten lässt sich der iBMC per Browser mit einem werksseitigen Login und Kennwort von einem Client aus ansprechen. Die Remote-Option erweitert die Möglichkeit zur Fernverwaltung durch fortlaufende Videoverbindungen, virtuelle Disketten-/CD-Laufwerke und die Integration von Active Directory.
Support und Lieferumfang
In Bezug auf Support-Leistungen bietet IBM eine große Anzahl von unterschiedlichen -Service- und Support-Optionen an. Zum Standard gehört eine einjährige Gewährleistung. Als zusätzliche Sevice offeriert der Hersteller einen Vor-Ort-Service für bestimmte Komponenten sowie ein Kunden-Selbstreparaturservice für bestimme Systemeinheiten. Darüber hinaus sind erweiterte Wartungsservices und Supportmöglichkeiten erhältlich.
Zum Lieferumfang unseres Testkandidaten IBM System x3755 M3 zählen je drei Stromversorgungskabel für Rack- oder Normalbetrieb sowie Gleitschienen für den Rackeinbau. Eine mitgeliefert DVD enthält die Server-Management-Software IBM Systems Director in der Version 6.2.1. Zwei weitere DVDs beinhalten die Dokumentation des Serversystems.
In Papierform liefert der Hersteller eine Server-Hardware-Installationsbeschreibung als Rack Installation Instructions sowie diverse Garantie und Sicherheitsbestimmungen. Weitere Tools und Utilities muss sich der Anwender von der Webseite von IBM herunterladen. Besonders empfehlenswert ist der IBM ServerGuide 8.42 (ISO-CD-Image), der den Anwender bei der Erstinstallation und Konfiguration des Serversystems unterstützt. Die interaktive Schritt-für-Schritt-Anleitung installiert alle notwendigen Treiber für das entsprechende Betriebssystem.
Multitask Integer: SPECint_rate_base2006
Wir setzen die SPEC-Benchmarks unter Windows Server 2008/R2 Enterprise x64 praxisnah ein und kompilieren sie für das Base-Rating. Dazu verwenden wir Intel C++ 10.1 und Fortran 10.1 in der 64-Bit-Version sowie MS Visual Studio 2005 .NET für alle Integer-Tests. Spezielle Bibliotheken für die Optimierung auf den jeweiligen Prozessor kommen nicht zum Einsatz.
Bei den Integer-Berechnungen von SPECint_rate_base2006 ermittelt die Benchmark-Suite CPU2006 den maximalen Durchsatz durch Verwendung mehrerer Tasks. Dabei arbeiten multiple Kopien des Benchmarks parallel. Die Ergebnisse geben einen guten Anhaltspunkt für die Integer-Leistungsfähigkeit der Prozessoren im Server bei parallel arbeitender Standardsoftware.
Intels 10.1-Compiler bieten mit dem Switch -QxO eine offizielle SSE3-Unterstützung für "Non-Intel-Processors" (erstmals mit Version 10.0). Mit dieser Compiler-Option führten wir die CPU2006-Benchmarks für die Opteron-Prozessoren durch. Bei -QxO wird kein SSE4 verwendet. Zur optimalen Vergleichbarkeit testen wir den Xeon X5680 und X7560 ebenfalls mit -QxO.
Typischerweise entspricht die Anzahl der Tasks/Kopien von SPECint_rate_base2006 der Anzahl der Prozessorkerne des Server-Systems. Beispielsweise arbeiten beim 4-Sockel-Server mit Opteron-6166-CPUs 48 Kopien parallel. Im 4-Sockel-Xeon-X7560-Server laufen durch die insgesamt 32 Kerne sowie das zusätzliche Hyper-Threading 64 Kopien parallel. Pro Kopie ist ein Speicherbedarf von 2 GByte RAM notwendig.
Multitask Floating Point: SPECfp_rate_base2006
Wir setzen die SPEC-Benchmarks unter Windows Server 2008/R2 Enterprise x64 praxisnah ein und kompilieren sie für das Base-Rating. Dazu verwenden wir Intel C++ 10.1 und Fortran 10.1 in der 64-Bit-Version sowie MS Visual Studio 2005 .NET für alle Floating-Point-Tests. Spezielle Bibliotheken für die Optimierung auf den jeweiligen Prozessor kommen nicht zum Einsatz. Bei den Floating-Point-Berechnungen von SPECfp_rate_base2006 ermittelt die Benchmark-Suite CPU2006 den maximalen Durchsatz durch Verwendung mehrerer Tasks. Dabei arbeiten multiple Kopien des Benchmarks parallel. Die Ergebnisse geben einen guten Anhaltspunkt für die Floating-Point-Leistungsfähigkeit der Server-Prozessoren bei parallel arbeitender Standardsoftware.
Typischerweise entspricht die Anzahl der Tasks/Kopien von SPECfp_rate_base2006 der Anzahl der Prozessorkerne des Systems. Beispielsweise arbeiten beim 4-Sockel-Server mit Opteron-6166-CPUs 48 Kopien parallel. Im 4-Sockel-Xeon-X7560-Server laufen durch die insgesamt 32 Kerne sowie das zusätzliche Hyper-Threading 64 Kopien parallel. Pro Kopie ist ein Speicherbedarf von 2 GByte RAM notwendig.
Intels 10.1-Compiler bieten mit dem Switch -QxO eine offizielle SSE3-Unterstützung für "Non-Intel-Processors" (erstmals mit Version 10.0). Mit dieser Compiler-Option führten wir die CPU2006-Benchmarks für die Opteron-Prozessoren durch. Bei -QxO wird kein SSE4 verwendet. Zur optimalen Vergleichbarkeit testen wir den Xeon X5680 und X7560 ebenfalls mit -QxO. Zusätzlich überprüfen wir bei den Intel-CPUs die Leistungsfähigkeit mit dem Compiler-Flag -fast, der nicht mit den Opterons funktioniert. Hier wählen die Intel-Compiler automatisch die optimale Befehlssatzunterstützung.
Benchmark: Maximale Java-Performance
SPECpower_ssj2008 ermittelt neben der Energieeffizienz der Server bei 100 Prozent Prozessorauslastung auch die maximale Java-Performance des Systems. Als Java-Engine unter Windows Server 2008 Enterprise x64 dient Bea JRockit in der 64-Bit-Version 6 R27.
SPECpower_ssj2008 nutzt einen anderen Workload als SPECjvm2008. Außerdem arbeiten bei SPECpower_ssj2008 nicht nur eine JVM, sondern mehrere virtuelle Java-Instanzen.
Bei diesem Test sind die Energiesparoptionen der Prozessoren aktiv, die erreichbare Performance wird durch die Vollauslastung der CPUs allerdings nicht beeinflusst.
Energieeffizienz: Performance/Watt
Der Gesamtwert von SPECpower_ssj2008 steht für die Energieeffizienz des Server-Systems. Der Benchmark gibt die gemittelte Performance pro Watt an, die über alle Lastzustände von zehn bis 100 Prozent gemessen werden.
Um die Energiesparoptionen der Prozessoren zu nutzen, arbeitet Windows Server 2008 Enterprise x64 mit dem Energieschema "Ausbalanciert". SpeedStep (Intel) und PowerNow! (AMD) zum dynamischen Regeln von Taktfrequenz und Core-Spannung je nach CPU-Auslastung sind beim SPECpower-Benchmark aktiv:
Maximaler Energieverbrauch
SPECpower_ssj2008 ringt dem Server-Testsystem im Lastzustand 100 Prozent den maximalen Energieverbrauch ab. Alle Kerne der Prozessoren sind voll ausgelastet. Die aktiven JVMs fordern zusätzlich den Arbeitsspeicher der Server-Systeme.
Minimaler Energieverbrauch
SPECpower_ssj2008 führt neben den Lasttests zusätzlich Kalibrierungsmessungen über den Energieverbrauch bei Leerlauf durch. Dabei wird der minimale Energiebedarf des Server-Systems ermittelt.
Im Diagramm vergleichen wir den Systemverbrauch unter Windows Server 2008 Enterprise x64 mit dem Energie-Schema "Ausbalanciert". Die Server-Prozessoren nutzen ihre Power-Management-Features SpeedStep (Intel) und PowerNow! (AMD) aus.
Fazit
Der IBM System x3755 M3 kommt bei der CPU-Performance mit dem SPEC_rate_base2006-Benchmark sowohl bei Integer- als auch bei Floating-Point-Operationen nicht an das Vier-Sockel-Intel-Pendant heran. Die Stärken des IBM-Systems liegen in der Energieeffizienz. In unseren Benchmarks beweist das System, das es trotz guter Performance genügsam mit den Energieressourcen umgeht. So kann der System x3755 in der Disziplin Performance pro Watt seine Xeon-Konkurrenz weit hinter sich lassen - ein deutlicher Pluspunkt, da der Faktor Energiekosten in den Rechenzentren zunehmend bei den IT-Verantwortlichen in den Fokus rückt.
In puncto Erweiterung hinterlässt der Rack-Server einen guten Eindruck. Je nach Bedarf bietet der IBM-Server Platz für bis zu vier PCIe-Steckkarten. Für Festplatten stehen insgesamt acht 3,5-Zoll Einschubschächte zur Verfügung. Auf Wechsel- und optische Laufwerke muss der Käufer ebenfalls nicht verzichten. Der Hauptspeicher lässt sich in den 32 Slots flexibel ausbauen.
Auch bei den Beurteilungskriterien Installation, Handhabung und Verwaltung des Systems bietet das IBM-System keine Gründe für Beanstandungen. Für die nötige Ausfallsicherheit sorgen die Sicherheitsoptionen wie ein SAS-RAID-Storage-Subsystem mit Akku-Pufferung und Fehlerkorrekturen und Ausfallsicherungen beim Hauptspeicher sowie redundant ausgelegte Lüfter beim Kühlsystem des Servers. Zusätzlich besitzt der Server drei Netzteile, die redundant ausgelegt sind. Darüber hinaus liefert IBM umfangreiche Management-Tools für das System mit, die aber teilweise erst noch von der Webseite heruntergeladen werden müssen.
Für den Preis von etwa 13.400 Euro erhält der Käufer einen soliden Rack-Server mit umfangreichen Features, der für Virtualisierungsaufgaben geeignet ist. Das Gerät macht in Bezug auf Flexibilität, Handhabung und Management eine gute Figur und besticht durch seine hohe Energieeffizienz. (hal)
Dieser Artikel basiert auf einem Beitrag der CW-Schwesterpublikation TecChannel.