Historia destacada de SPARC M7

SPARC M7 Processor

Innovación del procesador
Leverages ‘Software in Silicon’

Por John Soat

 

Los planes de la tecnología SPARC enfatizan el liderazgo en la innovación, el compromiso de Oracle con el silicio avanzado y los sistemas de ingeniería

IEEE/Sigarch

La próxima generación de SPARC estaba en la agenda de Hot Chips 26.

La innovación es la fuente de la vida de la industria de la tecnología. Y la innovación tecnológica es un factor fundamental en el negocio, el gobierno y la cultura. Oracle es realmente consciente de este imperativo de la innovación, en la teoría y en la práctica, por lo que invierte mucho tiempo, esfuerzo y recursos para llevar la tecnología de la información y su implementación eficiente más allá, primero en software y luego en almacenamiento, redes y hardware.

Un resultado significativo de este descubrimiento salió a la luz en la conferencia Hot Chip en Cupertino, California, donde Oracle divulgó detalles tecnológicos de los próximos procesadores SPARC, conocidos como SPARC M7. El lugar es el adecuado: Este año se cumple el aniversario 26° de la exhibición para la tecnología de la innovación del semiconductor de la industria, patrocinado por el comité técnico de IEEE sobre microprocesadores y microcomputadoras y en colaboración con el SIGARCH (Grupo de interés especial en la arquitectura de computadoras) de ACM. Esto es un hito importante para Oracle. Con la divulgación de la M7, Oracle habrá introducido seis nuevos procesadores SPARC en cuatro años desde que adquirió Sun Microsystems. Esa línea de tiempo dinámica refuerza el compromiso de Oracle con la arquitectura de SPARC, para mantener su relevancia en el entorno tecnológico.

Software en Silicio

Las innovaciones en el nuevo procesador SPARC están relacionadas con la filosofía del diseño en el núcleo de los Sistemas de ingeniería de Oracle. Es un enfoque a la arquitectura de TI de las empresas que agrupan servidores, software y almacenamiento en un solo sistema integrado y configurado finamente que ejecuta las aplicaciones a su capacidad de rendimiento óptima.

La estrategia en optimización se refleja en el nuevo procesador. Las innovaciones más importantes del M7 giran en torno a lo que se conoce como "software en silicio", un enfoque de diseño que coloca las funciones del software directamente en el procesador. Como las funciones específicas se realizan en el hardware, una aplicación de software se ejecuta mucho más rápido. Y como los núcleos de los procesadores se liberan para realizar otras funciones, también se aceleran todas las operaciones.

El diseño del SPARC M7 posee 32 núcleos de CPU para un funcionamiento más rápido.

Por ejemplo, una de las innovaciones más significativas en el procesador M7 se conoce como sus motores de aceleración para las consultas en memoria. Estas unidades con un diseño específico poseen ciertas funciones de búsqueda de datos a partir de una consulta a la base de datos y, luego, se procesan a una velocidad muy alta. Esta funcionalidad dedicada hace que las consultas a las bases de datos se realicen de una manera mucho más rápida.

Esa aceleración de consultas "se realiza de una manera en la que nunca antes nadie la había realizado", dijo David Lawler, vicepresidente sénior de administración y estrategia de los sistemas. El M7 incorpora hasta ocho motores de aceleración de consultas en memoria.

Otra innovación del M7 importante es una característica que se conoce como la integridad de los datos de la aplicación. La funcionalidad del software en silicio garantiza que una aplicación solo pueda tener acceso a su propia región de memoria dedicada. Esto les permite a los programadores de software identificar los problemas con la asignación de la memoria, lo que brinda ventajas de varias maneras.

Oracle espera que esto mejore ampliamente la velocidad del desarrollo del software de Oracle y la calidad del producto resultante. Además, los clientes se beneficiarán al ejecutar las aplicaciones con la memoria que siempre se encuentra protegida en producción.

También, sirve como una función de seguridad. "Si una pieza particular del código intenta leer la información de otra, el chip la detendrá", dijo Renato Ribeiro, director de administración de productos de SPARC Systems de Oracle.

Y como se encuentra integrado en el procesador por cables, la funcionalidad de la integridad de los datos no afecta el desempeño de la aplicación. "No tiene ningún gasto", dijo Lawler.

Mejoras en el rendimiento

100 GB/seg

Otra de las innovaciones disponibles en el nuevo procesador es la capacidad para descomprimir los datos a gran velocidad. Esto es de especial importancia en relación con la innovadora funcionalidad de la base de datos en memoria de Oracle.

El rendimiento de la base de datos mejora cuando los datos que se usan se pueden cargar directamente en la memoria del servidor, lo que elimina la latencia al transferir los datos desde el almacenamiento externo. Sin embargo, para hacer que una gran cantidad de información encaje en la memoria del servidor, se debe comprimir y luego descomprimir para cada consulta de la base de datos. La descompresión lleva tiempo y absorbe los recursos—valiosos de los procesadores (un clásico cuello de botella).

Para solucionar este problema, los ingenieros de Oracle incorporaron un motor para acelerar la descompresión en el procesador M7. La unidad integrada por cables realiza la descompresión de información a máxima velocidad de la base de datos en memoria: 100 GB/seg. Esto equivale a 16 tarjetas PCI de descompresión o 200 núcleos de CPU, según señala Lawler.

Otra mejora en el M7 relacionada con el rendimiento comprende la comunicación entre dos computadoras. Esta interconexión de hardware, que se conoce como estructura de latencia extremadamente baja para la memoria compartida, permite la mensajería con una latencia por debajo de un microsegundo, lo que se traduce como "acceso a la memoria a través de las dos máquinas como si fuese local", dice Lawler. Esto ayuda al desempeño de las computadoras en un clúster.

Finalmente, el procesador M7 posee 32 núcleos en su diseño, lo que aumenta la potencia de procesamiento en comparación con sus predecesores, como el M6 que tiene 12 núcleos. Más que una innovación, es una mejora del proceso. Sin embargo, afirma el compromiso de Oracle de hacer que SPARC sea el procesador más poderoso en la industria.

Ventaja de ingeniería conjunta

Con la arquitectura de SPARC, Oracle tiene una ventaja por sobre el resto de los proveedores empresariales ya que puede realizar un trabajo de ingeniería en todos los niveles de la pila informática: procesadores, sistemas operativos, middleware, base de datos, aplicaciones e incluso herramientas de software, en especial Java.

El procesador SPARC M7 se benefició del trabajo de ingeniería conjunta, diseñado desde un principio con la incorporación tanto de los ingenieros de hardware de Oracle como de sus desarrolladores de software. Este enfoque es el que permitió que la estrategia innovadora del "software en silicio" diera sus frutos. "Miramos todos nuestros software e identificamos las cosas que eran más difíciles" y, luego, las incorporamos al procesador, dijo Lawler.

Se prevé el lanzamiento del SPARC M7 para el año 2015. Oracle tiene la intención de que la industria en su totalidad se beneficie de su trabajo. "Planeamos que estas funciones estén disponibles para los demás proveedores de software que quieran sacar una ventaja de ellas", dijo Ribeiro.


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