ЖУРНАЛ СТА 1/2012

16 СТА 1/2012 ОБ ЗОР / В С Т РАИВ А ЕМЫЕ СИС Т ЕМЫ www.cta.ru цессора Intel Xeon 5645 2,4 ГГц и 96 Гбайт оперативной памяти DDR3. Высокая вычислительная мощность модулей-«лезвий» ATCA открывает но- вые возможности по использованию их не только для работы в «тяжёлых» при- ложениях, но и для решения тради- ционных прикладных задач в оборон- ной промышленности. Новая серия процессоров Intel на базе архитектуры Sandy Bridge поддерживает расширен- ный набор инструкций AVX. Данные процессоры имеют удвоенную мощ- ность по сравнению с предыдущей се- рией по выполнению задач с плаваю- щей запятой двойной точности, за каж- дый такт одно процессорное ядро спо- собно выполнять 8 таких операций. Таким образом, мощность одного мо- дуля-«лезвия» может составлять около 250 GFLOPS, а мощность 19" шасси при полной набивке – порядка 3 ТFLOPS, что вполне достаточно для решения задач Фурье-преобразований сигналов современных радарных ком- плексов в режиме реального времени. Современные серверные платформы также обладают необходимыми харак- теристиками для использования в ком- муникационных системах. В процессе работы с пакетами процессорному ядру приходится тратить, в зависимости от приложения, от нескольких сотен до нескольких тысяч тактов для обработ- ки пакетов. Высокая скорость подси- стемы динамической памяти, обеспе- ченная многоканальным интерфейсом и высокими тактовыми частотами, по- зволяет на сегодняшний день добиться значений скорости обмена процес- сор–память порядка 50 Гбайт/с. Такая высокая пропускная способность – залог успеха во многих задачах с высо- кой коммуникационной нагрузкой, например таких, как обработка такти- ческого видео в реальном времени, шифрование/дешифрование потока и другие приложения. При конфигурировании аппарат- ной части в современных системах АТСА можно использовать возможно- сти, предоставляемые стандартными мезонинными модулями расширения AMC (Advanced Mezzanine Card) и мо- дулями тыльного ввода. Мезонинные модули АМС описываются соответ- ствующей спецификацией PICMG, что обеспечивает совместимость модулей различных производителей и позволяет быстро добавить необходимую функциональность модулю АТСА. Наиболее широко модули АМС ис- пользуются для организации: ● графической подсистемы при ис- пользовании модулей АМС с графи- ческими сопроцессорами; ● выделенного сопроцессинга данных при использовании модулей AMC с процессорами архитектуры х86 или RISK; ● ввода-вывода в телекоммуникацион- ных голосовых каналах (TDM) при организации конвергентных сетей; ● подсистем локального хранения (Di- rect Attached Storage – DAS) при ис- пользовании модулей носителей жё- стких дисков 2,5", а также для мно- жества других приложений. Модули AMC производятся широким кругом компаний, например компани- ей Performance Technologies (рис. 4). Современные АТСА-платформы под- держивают множественные варианты организации подсистемы хранения. Как уже описывалось, локальное хра- нение может быть организовано с по- мощью дисков, располагаемых на са- мом модуле-«лезвии» ATCA, на модуле расширения АМС или на плате тыль- ного ввода-вывода. Так как в системах АТСА используются серверные чипсе- ты, технология RAID для организации локального хранения доступна практи- чески всегда (в отличие от VME и Сom- pactPCI, где поддержка RAID – это редкое исключение). Если же разраба- тываемое приложение требует храни- лища данных большого объёма, то для систем ATCA, как правило, применяют внешние системы хранения NAS (Net- work Attached Storage), используя ин- терконнекты 1/10 Gigabit Ethernet, присутствующие в достаточном коли- честве в модулях ATCA, или Fiber Channel, часто доступный с модулей тыльного ввода-вывода. Существует большое многообразие АТСА-модулей по типам. Модули- «лезвия» АТСА подразделяются на процессорные, содержащие те или иные процессоры архитектур х86 (Intel, AMD), DSP, RISK (Cavium Network и другие) и предназначенные для реше- ния основной задачи либо для сопро- цессинга, коммутаторы Ethernet, ATCA-носители модулей расширения AMC и модули АТСА для ввода-вывода специализированных сигналов, если таковые требуются. У СЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ По аналогии с CompactPCI, изна- чально стандарт ATCA был разработан с учётом положений NEBS Level 3 (Net- work Equipment-Building System), кото- рые представляют собой широкий ком- плекс требований к условиям эксплуа- тации телекоммуникационного обо- рудования операторского класса, вклю- чающий требования сохранения рабо- тоспособности при повышенных тем- пературах и устойчивости к землетрясе- ниям. Поэтому, в отличие от стоечных серверов, предназначенных для экс- плуатации при температурах до +35…+40°С, модули ATCA работоспо- собны вплоть до +55°С. Стойкость решений на базе стандар- та АТСА к вибрации была проверена на практике одним из американских под- рядчиков министерства обороны США, который провёл стандартный военный тест, известный под названи- ем теста на устойчивость к детонации “Class A barge testing”. В рамках этих испытаний заряд взрывчатого веще- ства детонировал под днищем плаваю- щей платформы с установленными си- стемами АТСА компании Emerson и стоечными серверами корпоративного класса. Результатом испытаний яви- лось заключение о том, что системы АТСА-платформы работают устойчиво при воздействиях такого рода, в то время как стоечные серверы вышли из строя. Данные испытания подтвердили явные преимущества ATCA-платфор- мы при решении задач военно-морско- го флота и дали основание для внедре- ния этой платформы в другие сегменты национальной обороны тактического и стратегического назначения. Н А ЗЕМЛЕ , В НЕБЕСАХ И НА МОРЕ … Таким образом, ATCA как платформа обладает уникальным набором техниче- ских качеств, требуемых в современных оборонных и аэрокосмических отрас- лях, и имеет четыре ключевых преиму- щества перед традиционными стоечны- ми серверами: Рис. 3. Модуль-«лезвие» АТСА-7365 компании Emerson c двумя 6-ядерными процессорами Intel Xeon 5645 2,4 ГГц (микроархитектура Westmere) и 12 слотами для установки памяти DDR3 © СТА-ПРЕСС