BOSTON株式会社(イギリス)のARMベース高集積サーバーアプライアンス製品Viridisについての日本語ホワイトペーパーです。エルザジャパンが提供しております。

1. ARMプロセッサーベースの
アプリケーション特化サーバーが
データセンターに⾰命を起こします

2. BOSTON株式会社について
20年以上にわたり流通・OEM市場に向けて供給し、数々の受賞を重ねて
きたサーバー・ストレージ・ワークステーション・クラスター製品を
通じて、BOSTON株式会社は最新の⾼性能かつ省電⼒技術をHPC・
ISP・軍事・VFX・企業・放送市場に提供し続けています。
BOSTON株式会社の持つアセンブリー・テスト・特定ソリューションで
の⾼性能の確認における経験とともに、顧客の求めるブランド・ドキ
ュメント・パッケージ・グローバルオンサイトメンテナンスを提供す
る能⼒により、パートナー企業に対し純正かつ幅広い付加価値サービ
スを提供することができます。
BOSTON株式会社の本社はイギリスにあり、世界規模のオペレーション
を⾏うための拠点がアメリカ・ドイツ・インドにあります。
さらに詳しい情報は、ウェブサイト www.boston.co.uk をご覧下さい。

3. 北極圏へと向かうデータセンター
• GoogleやFacebookといった巨⼤Webサービス企業は、指数的に増⼤
するインターネットサービスの需要に対応すべく、フィンランドやス
ウェーデンなどの国に最新のデータセンターを設置し始めています。
– 安定的なエネルギー資源の確保のみならず、サーバーを冷却するのに適し
た涼しい気候を求めて、北極圏へと歩を進めています。
– Facebookは北極圏より南に100km⾜らずのLulea(スウェーデン)にデータ
センターを建設中であると公表しました。
– Guardianによると、Facebookの⽶国データセンターは⽶国⼀般家庭の3万
世帯分の電⼒を消費するということです。
– 世界のデータセンターの約40%を抱える⽶国の電⼒消費は、2007年〜
2010年の景気後退の間にも40%近く増加しました。
• Google, Facebook，Amazon… これらを追って、⼀般企業のデータセ
ンターも北へと針路を取るべきでしょうか?
– 他のソリューションはないでしょうか?

4. 電⼒消費の激しいプロセッサー
• サーバの電⼒消費・冷却の問題の核⼼は、そのプロセッサーの多くが
x86アーキテクチャーを採⽤していることにあります。
– Xeon E5-2600シリーズのTDPは平均95W、最⾼モデルはピーク時150W
– プロセッサーは世代を重ねるごとに新機能を搭載しかつ⾼性能化し、消費
電⼒を増⼤させていきます。
– しかしMicrosoftやMcKinseyなどの様々な研究によると、⼤部分のサーバー
CPUは平常時においてその性能の10%程度しか機能していません。
– 多数のIT企業は仮想化がこの問題を解決し得るとの提案を⾏っています。
• BOSTONはこのような、エネルギー効率の悪いx86プロセッサーの⼀
部の能⼒を⽤いる仮想化よりも、個々のアプリケーションを最も効率
的に動作させるよう特化した個々のサーバーを展開することを考える
べきだと提案しました。そこでは以下の新技術が必要となります。
– x86アーキテクチャーとは異なるプロセッサーアーキテクチャー
– 個々のアプリケーションを最⼤の効率で動作させるサーバー設計

5. x86に代わるアーキテクチャー
• BOSTONはARM社を技術パートナーに選択しました。
– RISCプロセッサー市場のリーダー
– スマートフォン・タブレット・メディアプレイヤー・デジタルカメラ・
GPSナビ・ゲームコンソールなどに採⽤され、幅広く知れ渡っている
– ARMvプロセッサーアーキテクチャーは⾮常に低消費電⼒・低発熱で、
BOSTONの提案する新サーバープラットフォームに適しています。
• この事実は既に、限られた電池で駆動し冷却機構を持つことができない携帯端
末での幅広い採⽤により実証されています。

6. Calxeda EnergyCore
• BOSTONはCalxedaとも技術パートナー関係を結びました。
– テキサス州オースティンにある新しいシリコンデザインハウスです。
– CalxedaはARMvプロセッサーアーキテクチャーをもとに、サーバー市場
に向けて特化した System on a Chip (SoC) を開発しました。
• EnergyCore と名付けられました
– 単⼀の EnergyCore チップに以下
のモジュールが統合されています
• 4基の ARM Cortex A9 コア
• 2レベルのキャッシュメモリ
• 浮動⼩数点演算ユニット
• 32bitメモリコントローラー
• ネットワーク接続
• SATAコントローラー
• I/Oバス(PCIe)

7. BOSTON Viridis
• Boston Viridis – 電⼒効率に⾮常に優れたサーバーの誕⽣
– Calxeda EnergyCore プロセッサーを採⽤
• 1枚のサーバーモジュールに4基のEnergyCoreプロセッサを搭載
• 2Uサイズのサーバー筐体に48基のEnergyCoreプロセッサを集約 – 192コア
– 各EnergyCore SoCには4GBまでのDRAMを接続可能
• x86プロセッサと⽐較すると⼩規模だが…
• 各々のSoCが低レイテンシーの10GbEで
相互接続していることにより、たとえば
Webアプリケーションとデータベース
サーバーとストレージサーバーなどの
ように互いに連携し負荷分散して
並列的に動作させることができる。
• ⼀つのプロセッサーが莫⼤な
DRAMの上で複数のコアに様々
なアプリケーションを動作させる
x86アーキテクチャーと⽐較して、
資源を効率的に活⽤できる。

8. ソフトウェアについて
• BOSTONとCalxedaは数々の有⼒なISVと密接に作業に関わっています
– OSベンダーとしては Ubuntu および Fedora が含まれます。
• Viridis のアプリケーションは以下の4つが主要なセグメントです。
– PHP, Ruby, Perl などのインタプリタ⾔語によるアプリケーション
– 並列アプリケーション – サーチインデックス、MapReduce、ビッグデー
タ、⾦融ソリューション・リスクモデリング、データ集中型・単精度HPC
– memcached など⽐較的データ領域を細分化しやすいアプリケーション
– ⾮常に⾼いI/O帯域を必要とするメディアストリーミング・コンテンツ配
信・⾮SQL型のインメモリデータベースサーバー
• 動作させるアプリケーションに応じて⾼性能・⾼効率なシステムを提
供するために、素のままのサーバーハードウェアを提供するのではな
く、適切なViridisハードウェアと最適化されたアプリケーションをプ
レインストールし、必要なネットワークハードウェアを装備して提供
いたします。

9. BOSTON Viridis がもたらすメリット
• 各 EnergyCore SoC と搭載DRAMの消費電⼒は、⾼負荷時 5W / アイドル時
0.5W 以下です。
– Xeon E3-1220L の TDP 20W と⽐較しても4分の1
– しかも、EnergyCoreは10GbEとI/Oを含んでいます
• データセンターの接地⾯積を⼤幅に削減します。
– 2Uシャーシに120基の EnergyCore ノードを搭載したとき…
– 20ノードのデュアルプロセッサー搭載x86サーバーと同等の演算性能と⾒
積もられます。
• James Hamilton の TCO ツールを⽤いたCalxedaの試算によると、消費電⼒の
削減と接地⾯積の削減により、EnergyCore 採⽤インフラストラクチャーの採
⽤によりデータセンターのTCOを半分に削減できるとされます。

10. Viridis for Ubuntu
• Linuxサーバークラスターとして
– 展開環境をご⽤意した形で提供いたし
ますので，瞬時にインストールと設定
を⾏うことができます
• 事前に設定されたプロファイルに
従って，数百台のサーバーを⾃動
的に展開
– NASからのPXE bootをサポート
• 追加的な個別設定のモジュールを
追加して，特定の⽤途のサーバを
含む構成を⾃動にて展開させるこ
とも可能です
– LAMPスタック
– Web展開スタック
– 数値演算ノード

11. Viridis for Hadoop
• Hadoopアプライアンス
– オープンソースによるデータ集中
型分散アプリケーションには，
Viridisサーバーが適しています
• Apache Hadoopをプレインストー
ルしたクラスターサーバーを，繋
いで即使える状態で提供します
– ⾼いスケーラビリティを提供
– チューニングも可能です
– 展開が容易になります
• 数ペタバイトにも及ぶデータを低
消費電⼒のサーバにより利⽤可能
となります

12. Viridis for GlusterFS
• スケーラブルなNASアプライアンス
– 物理環境／仮想環境／クラウド環境
いずれにも提供可能な，スケーラビ
リティの⾼いNASストレージを構築
します
• 構造化されていないデータも⽤意に
管理できるNASサーバです
• オープンソースの GlusterFS により
構築しており，展開が容易で，設定
はシンプルです

13. Viridis for OpenStack
• OpenStackによるクラウドアプラ
イアンス
– クラウド環境構築のためのオープ
ンソースのソフトウェア環境です
• webインターフェイスのダッシュ
ボードにより管理できます
– 管理者権限によるコントロール
– ユーザーへの資源割り当て
• 計算資源・ストレージ・ネット
ワークリソースを制御できます

14. Calxedaベースのサーバーラック x86ベースのサーバー
2,880基のCalxeda SoCプロセッサ 同等の性能 960基の2.4GHz Quad-Core CPU
11,520GB RAM 7,680GB RAM
1 本の 12 本の
Viridis x86
ラック ラック
~13,700W ~72,200W
電⼒消費を 80% 削減
TCOを50% 削減
Boston Confidential

15. Viridis ベースの Hadoop クラスタ x86ベースの 480 ノード Hadoop クラスタ
960 基の Calxeda SOC プロセッサ 480基の 2.4GHz Quad-Core CPU
3,840GB RAM 3,840GB RAM
960 SATA HDD 480 SATA HDD
~8600 ワット 38,100 ワット
同等の性能
電⼒消費を 77% 削減
TCOを30%〜40% 削減
(しかも，冷却および設置⾯積によるコストを含まない計算です)
Boston Confidential

16. シングルノードベンチマーク 暫定結果
Read test shows within 4% of 1 Socket Sandybridge result
• Ubuntu 12.04 for both configurations
• Boston Configuration:
– EnergyCore 1.1GHz Clock Frequency
– Viridis Reference Platform
– DDR3-1066 4GB
• Sandybridge Configuration:
– Intel(R) Xeon(R) CPU E3120 @ 3.30GHz
– SuperMicro CSE-111LT-330CB-4
– DDR3-1333 16GB
• Disk indentical in both hosts – Samsung 256GB SSD
– 3 disk results were obtained using software raid．

17. ApacheBench Results and Power Comparison
Boston Viridis Intel Xeon E3-
1240 [1]
Core Frequency 1.1 GHz 3.3 GHz
CPU Coures 4 4
Total Requests 1,000,000 1,000,000
Requests per Second 5500 6950
Latency (Average) 9 ms 7 ms
Power (Average)[2] 5.26 W 102 W[3]
Performance/Watt Advantage 8-15X

18. Sysbench OLTP (MySQL) – Preliminary Numbers
Boston Viridis 2×Intel Xeon
E5-2670 [1]
Core Frequency 1.1 GHz 2.6 GHz
CPU Coures 4 16
System Memory 4GB 32GB
Database MySQL 5.5.24 MySQL 5.5.24
Transactions per second 634 3542
Estimated Performance / Watt 3-4X
Advantage

19. ご⽤命は…
• エルザジャパンにお問い合わせください。
– BOSTON製品の⽇本国内のVARです。
– HPC&システム事業部 (担当:鈴⽊)
– Tel. (03) 5765-7391
– E-mail: hpc@elsa-jp.co.jp
– URL: http://www.elsa-jp.co.jp
• プレゼンテーション、デモ、および検証作業のご協⼒に伺
います。
– ターゲットアプリケーション、評価の規模などをあらかじめ教えて
いただければ、BOSTONと連携し、最適な構成を⽤意して検証い
ただけるようセットアップします。
– 技術的質問・改修のご要望など、BOSTONとのやりとりはすべて
エルザジャパンにてご対応いたします。

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