Open Source im professionellen Einsatz
Linux-Magazin 06/2013
Richard Semik, 123rf.com

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Der Aufstieg des ARM-Servers

Schmalspur?

Immer wieder erscheinen Berichte, dass die Ära des ARM-Servers beginne. Beispielsweise stehe der Einzug ins Rechenzentrum unmittelbar bevor. Ist das wirklich wahr? Der Artikel trägt den Status quo zusammen.

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Per Design besteht ein ARM-Prozessor [1] aus deutlich weniger Bauteilen als beispielsweise eine Intel-CPU, was die Herstellungskosten senkt. Quasi als Bonus entwickeln sie weniger Wärme und benötigen weniger Strom. So ist es auch nicht verwunderlich, dass Hersteller mobiler Kleingeräte wie Smartphones bevorzugt auf diese Architektur zurückgreifen. Mit Android ist auch ein Linux immer noch mit von der Partie – damit ist aber noch lange nicht Schluss.

Im Rechenzentrum

Dass Linux mit der ARM-Architektur (Abbildung 1) zusammenarbeitet, versteht sich von selbst. Aber warum sollte man die CPUs im Rechenzentrum einsetzen? Mit HP [2] und Dell [3] glauben zumindest gleich zwei große Hardwarehersteller an ARM-Server im großen Stil. Tabelle 1 zeigt die Server von HP und Dell im Vergleich. Bei Dell ist eine Festplatte pro Server fest verbaut. Bei HP wählt der Admin zwischen Server und Storage. Die normierte Anzahl der Server sieht analog zu Dell einen Datenträger pro Server vor.

Tabelle 1

ARM-Server von HP und Dell im Vergleich

Eckdaten

HP Redstone/Moonshot

Dell Copper

Höheneinheiten

4 U

3 U

Server (ingesamt)

288

48

Server (normiert)

72

48

Server pro Einschub

4

4

Quadcore-CPUs

Calxeda

Marvell Armada XP

RAM pro Server

4 GByte

8 GByte

SD-Slots pro Server

1

 

SATA-Ports pro Server

4

1

max. Energiebedarf

3000 Watt

750 Watt

Abbildung 1: Ob NAS oder Rasbperry Pi – ARM ist aus dem Haushalt nicht mehr wegzudenken.

Die Gründe für den Einsatz dieser Architektur: geringere Herstellungs- und Betriebskosten. Spätestens mit dem Siegeszug der Smartphones ist die ARM-Technologie Massenware, was die Chips auch preislich interessant macht.

Was fehlt noch für die Rechenzentrums-Tauglichkeit? Genau genommen sind das mehrere Fragen: Gibt es Verwaltungsschnittstellen wie IPMI (Intelligent Platform Management Interface), um Hunderte oder Tausende von ARM-Servern zentral zu verwalten? Existieren Portierungen der entsprechenden Software für die neue Architektur? Erst seit reichlich einem Jahr verfügt ARM über einen 64-Bit-Befehlssatz [4] – ist 32 Bit überhaupt noch zeitgemäß? Ersetzt diese Architektur die Virtualisierung oder erweitert sie das Anwendungsfeld? Zu diskutieren ist auch, ob versteckte Kosten die Vorteile des geringeren Stromverbrauchs und bei der Abwärme wieder auffressen.

Die harte Tour

Der Ansatz, dass nicht der Designer die Chips produziert, ist zweischneidig. Man könnte argumentieren, dass es so deutlich mehr mögliche Hersteller gibt, was der Verbreitung an sich hilft und dem Erfolg nicht wirklich schadet. Allerdings sieht sich der Einkäufer mit einer Vielzahl von Implementierungen konfrontiert und muss in mühevoller Kleinarbeit die richtige aussuchen.

In diesem Zusammenhang fällt häufig der Begriff System-on-Chip (SoC). Typischerweise statten die Hersteller den Prozessor mit weiteren Komponenten aus, die normalerweise einen Computer ausmachen. Dazu gehören der Hauptspeicher, Peripheriegeräte wie USB oder Ethernet und eine Art Netzteil. Es ist schwer zu glauben, dass dies der Hardware-Standardisierung hilft. Der hohe Grad an Hardware-Vielfalt hat signifikante Auswirkungen auf die Verwaltung von Linux, das darauf laufen soll. Im ungünstigsten Fall benötigt das System pro Hardware einen eigenen Kernel.

Zum Vergleich: Auf x86-Servern laufen die gängigen Enterprise-Kernel fast unabhängig vom eigentlichen Hardwarelieferanten. Wenn sich das Modell von HP und Dell durchsetzt, bereitet die bunte Vielfalt der ARM-Hardware keine Probleme mehr, da beide Hersteller signifikant in den Rechenzentren vertreten sind. Die eventuell schon vorhandenen Prozesse sind dann einfach wiederverwendbar oder leicht anzupassen. Auch ist die verwendete Hardware homogen und die Notwendigkeit, einen ganzen Strauß an Linux-Kerneln zu verwalten, entfällt.

Ein weiteres Merkmal für die Praxistauglichkeit im Rechenzentrum ist das Verwalten der Server aus Hardware-Sicht à la IPMI. Die Integration eines entsprechenden Chips auf der SoC-Platine ist wohl eher unwahrscheinlich. HP (Abbildung 2) beispielsweise versieht das Gehäuse mit einer entsprechenden Schnittstelle und der Möglichkeit, die einzelnen Einschübe zu verwalten. Dieser Ansatz bewährte sich schon bei den Blade-Servern und hat damit gute Erfolgsaussichten.

Abbildung 2: HPs ARM-Server besteht aus vier Einschüben, die wahlweise Festplatten oder SoCs enthalten.

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