SPARC M7 Récit

Processeur SPARC M7

L’innovation dans le domaine des processeurs
tire parti de l’intégration du logiciel au matériel

Par John Soat

 

La technologie SPARC vise le leadership en matière d’innovation, ce à quoi s’est engagé Oracle dans le domaine des systèmes de traitement et de production avancés

IEEE/Sigarch

La technologie SPARC nouvelle génération était au programme de la 26e édition de la conférence Hot Chips.

L’innovation est l’âme de la technologie. L’innovation technologique est un élément essentiel pour les entreprises, les gouvernements et la culture. Chez Oracle, nous sommes pleinement conscients de la nécessité d’innover, non seulement de façon théorique, mais également pratique. Nous consacrons des efforts, des ressources et un temps considérables pour faire avancer la technologie d’informations et son application concrète, avant tout dans le domaine des logiciels, mais également du stockage, du réseau et du matériel.

Nos efforts portent leurs fruits et cela a été dévoilé lors de la conférence Hot Chips qui a eu lieu à Cupertino, en Californie. À cette occasion, Oracle a révélé les détails technologiques de son futur processeur SPARC, le SPARC M7. Le moment était particulièrement bien choisi : c’est en effet la 26e édition de la conférence du secteur des semi-conducteurs mettant à l’honneur la technologie innovante, parrainée par le comité technique de l’IEEE chargé des microprocesseurs et des microordinateurs, et en collaboration avec le pôle SIGARCH (Architecture informatique) de l’ACM (Association for Computing Machinery). Pour Oracle, cela représente une étape importante. Depuis l’acquisition de Sun Microsystems il y a quatre ans, le M7 est le sixième processeur SPARC conçu au sein d’Oracle. Ce calendrier offensif renforce l’engagement d’Oracle vis-à-vis de l’architecture SPARC, et affirme sa pertinence dans l’environnement technologique.

Logiciel intégré au matériel

Les innovations intégrées au nouveau processeur SPARC ne font qu’un avec la philosophie de conception d’Oracle Engineered Systems. Cette approche de l’architecture informatique des entreprises assemble les serveurs, les logiciels et le stockage dans un système intégré unique et parfaitement adapté, qui exécute les applications à leur rendement maximum.

Cette stratégie d’optimisation se reflète dans le nouveau processeur. Les principales innovations du M7 tournent autour du concept de « logiciel intégré au matériel », une approche de conception dans laquelle les fonctions logicielles sont directement intégrées dans le processeur. Certaines fonctions étant exécutées dans le matériel, une application logicielle s’exécute beaucoup plus rapidement. Les cœurs du processeur sont alors libérés pour exécuter d’autres fonctions, ce qui permet d’accélérer les opérations générales.

Le processeur SPARC M7 comporte 32 cœurs, pour accélérer les performances.

Par exemple, les moteurs d’accélération des requêtes en mémoire constituent l’une des innovations les plus exceptionnelles du processeur M7. Ces éléments spécifiques au design prennent le contrôle de certaines fonctions de recherche de données à partir d’une requête de base de données. Ces fonctions sont traitées à une vitesse très élevée. Cette fonctionnalité dédiée permet d’exécuter beaucoup plus rapidement les requêtes de base de données.

Cette accélération des requêtes « repose sur une méthode inédite », précise David Lawler, senior vice-président d’Oracle pour la gestion et la stratégie des produits système. Le processeur M7 comprend jusqu’à huit moteurs d’accélération des requêtes en mémoire.

La fonctionnalité d’intégrité des données de l’application est une autre innovation majeure du M7. Cette fonctionnalité « logiciel intégré au matériel » garantit qu’une application ne peut accéder qu’à une seule zone, à savoir sa propre zone de mémoire dédiée. Les programmeurs des logiciels peuvent ainsi identifier les problèmes liés à l’allocation de mémoire, ce qui représente un réel avantage.

Oracle prévoit d’améliorer de façon significative la vitesse du développement logiciel d’Oracle, ce qui permettra d’offrir des produits de meilleure qualité, ainsi que l’avantage, côté client, de pouvoir exécuter des applications à l’aide d’une mémoire protégée en permanence en production.

C’est également une fonctionnalité de sécurité. « Si un extrait de code tente de lire les données d’un autre, il est stoppé par la puce », explique Renato Ribeiro, Directeur de la gestion des produits pour les systèmes SPARC Oracle.

La fonctionnalité d’intégrité des données est ancrée dans le processeur et, de ce fait, n’a pas d’impact sur les performances de l’application. « Il n’y a quasiment aucune surcharge », précise David Lawler.

Stimulation des performances

100 Go/sec

Le nouveau processeur innove également par sa capacité à décompresser les données très rapidement. Cette capacité est importante, surtout si elle est liée à la fonctionnalité de base de données en mémoire Oracle innovante.

Les performances des bases de données sont améliorées lorsque les données utilisées peuvent être chargées directement dans la mémoire serveur, supprimant ainsi la latence qui se produit lors du transfert de données depuis un stockage externe. Cependant, pour faire tenir un grand volume de données dans la mémoire serveur, ce volume doit être compressé, puis décompressé pour chaque requête de base de données. Cette décompression prend du temps et utilise des ressources processeur précieuses. C’est un goulet d’étranglement déjà identifié.

Pour résoudre ce problème, Oracle a intégré un moteur d’accélération de décompression au processeur M7. Cet élément exécute une décompression des données à la vitesse maximale de la base de données en mémoire : 100 Go/sec. Cette vitesse équivaut à 16 cartes PCI de décompression ou à un processeur de 200 cœurs, ajoute David Lawler.

Pour ce qui est des performances, le processeur M7 innove aussi dans le domaine de la communication entre deux ordinateurs. Cette interconnexion matérielle offre une latence très faible pour le partage de mémoire. Elle assure une latence inférieure à une microseconde pour les messages, ce qui équivaut à « un accès local à la mémoire entre deux machines » indique David Lawler. Les ordinateurs d’un cluster sont alors plus performants.

Enfin, le processeur M7 comporte 32 cœurs, ce qui lui confère une puissance de traitement supérieure à celle de son prédécesseur, le M6, qui comportait 12 cœurs. Il s’agit moins d’une innovation que d’une amélioration des processus, mais cela permet à Oracle de réaffirmer sa volonté de faire de SPARC le processeur le plus puissant du secteur.

Un avantage : sa conception collaborative

L’architecture SPARC offre à Oracle une longueur d’avance sur d’autres fournisseurs, grâce à la possibilité de créer à tous les niveaux de la pile informatique : processeur, système d’exploitation, middleware, base de données, applications ou encore outils logiciels, notamment Java.

Le processeur SPARC M7 a bénéficié de cette conception collaborative, car il a été intégralement conçu sur avis des ingénieurs matériel et des développeurs de logiciels Oracle. C’est ce qui a permis de donner le jour à la stratégie innovante de « logiciel intégré au matériel ». « Nous avons examiné l’ensemble de nos logiciels et identifié les applications les plus performantes ». Ces dernières ont été incorporées dans le processeur, explique David Lawler.

Le processeur SPARC M7 devrait être lancé courant 2015. Oracle souhaite mettre sa technologie au profit de l’ensemble du secteur. « Nous prévoyons de rendre ces fonctions disponibles pour les fournisseurs de logiciels qui souhaiteraient les exploiter », précise Renato Ribeiro.


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