IBM POWER SYSTEMS. Journée technique du 21 octobre 2009

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1 Journée technique du 21 octobre 2009 IBM POWER SYSTEMS Roadmap Power, l'état de l'art en terme de technologies de virtualisation Power. La technologie Power au service de la réduction des coûts.

2 Agenda : Etat de l art, Roadmap Fonctionnalités PowerVM NPIV - Virtualisation des contrôleurs FC LPM Live partition Mobility AMS Partage de la mémoire VMControl POWER 7 Roadmap Gamme POWER 7 Migration P6 -> P7 (SOD) 2

3 Agenda : Réduction des coûts 3

4 PowerVM: Fonctionnalités N_Port ID Virtualization (NPIV) Virtual Tape Améliore le taux d utilisation de la memoire IVM Support for i on 520(8203) and 550(8204) Augment la souplesse d utilisation de la fonctionnalité LPM Active Memory Sharing Statement of Direction Apporte de la souplesse dans les environnements utilisant Live Partition Mobility Permet de créer de la redondance sur les chemins d accès aux ressources SAN Live Partition Mobility avec support de plusieurs HMC Simplification des opération de sauvegarde et restauration Permet le partage des ressources bande entre plusieurs partitions Dynamic Heterogeneous Multi-Path I/O Simplification de l administration des environnement SAN Permet l accès aux équipements SAN y compris les librairies de bandes Améliore les solutions de virtualisation pour les environnements PowerVM Lx86 v1.3 Amélioration des performances et simplification de l installation 4

5 NPIV (N_Port ID Virtualization) 5

6 NPIV N_Port ID Virtualization (NPIV) est une méthode standard de virtualisation d un port physique Fibre Channel. NPIV permet une connexion directe, en mode Fibre Channel, des partitions clientes vers les ressources SAN. Le contrôleur Fibre Channel (Host Bus Adapter) est attaché à la partition VIOS Supporté par PowerVM Express, Standard, et Enterprise Edition Support des partitions d AIX 5.3 et AIX 6.1 Disponible sur Power 520, 550, 560, et 570, 595 avec un contrôleur 8 Gb/s Fibre Channel Adapter PCIe VIOS FC Adapter Virtual FC Adapter Virtual FC Adapter Power Hypervisor Permet l usage des outils d administration SAN Simplification des configurations SAN (masking, zoning) Permet l utilisation des unités SAN comme les lecteurs de bandes. 6

7 Current vscsi model N-Port ID Virtualization Virtualized Disks POWER5 or POWER6 POWER6 VIO Client Generic SCSI Disk VIO Client Generic SCSI Disk EMC 5000 Virtual FC VIOS FC Adapters F C Virtualized FC Adapter Virtualized Disks Virtual SCSI VIOS FC Adapters F C F C SAN SAN EMC 5000 IBM 2105 F C SAN SAN IBM 2105 EMC 5000 IBM 2105 *All statements regarding IBM's future direction and intent are subject to change or withdrawal without notice, and represent goals and objectives only. 7

8 Simplification de la chaine de données : vscsi VIOS VIOS AIX LVM LVM multipathing multipathing multipathing Disk Driver fibre channel HBAs LVM Disk Driver Disk Driver VSCSI target VSCSI HBA VSCSI HBA PHYP SAN 8 VSCSI target fibre channel HBAs

9 Simplification de la chaine de données : VIOS NPIV VIOS AIX LVM multipathing Disk Driver fibre channel HBAs passthru module VFC HBA VFC HBA PHYP SAN 9 passthru module fibre channel HBAs

10 NPIV: Avantages NPIV permet aux administrateurs d utiliser les outils et techniques existantes pour la gestion des unités de stockage. L affectation des LUN aux partitions revient dans les mains des administrateurs des unités de stockage (maksking et zoning vers les partitions) Les solutions comme les SAN managers, Copy Services, backup / restore, fonctionnent directement. DS4000, DS6000, DS8000 N Compatibilité des unités physiques et virtuelles. NPV eniabled SAN Support des librairies de bandes. VIOS P I V N WWPN WWPN WWPN WWPN Load balancing (actif/actif). tape library SVC P I V VIOS HDS EMC NetApp 10 vio client WWPN WWPN vio client vio client vio client

11 Dynamic Heterogeneous Multi-Path I/O Apporte de la souplesse pour les environnements utilisant le Live Partition Mobility. Permet de créer un chemin redondant vers les ressources SAN. MPIO supporté entre un NPIV et un contrôleur Fibre Channel physique. Supporté dans les partitions AIX 5.3 et 6.1 Disponible sur les systèmes à base de processeurs POWER6 VIOS FC Adapter NPIV Contrôleur virtuel VIOS Virtual FC Adapter FC Adapter Power Hypervisor FC Adapter Virtual FC Adapter NPIV Contrôleur réel 11 Power Hypervisor FC Adapter

12 Live Partition Mobility 12

13 Infrastructure Mobile-LPAR1 rootvg Système 1: datavg Source vios1 Système 2: vios1 vios2 Baie de stockage 13 vios2 Cible

14 Connexions SAN/Réseau Système 1: Source La partition est déplacée du serveur source vers la cible sans interruption et sans perte des connexions SAN et réseau. Système 2: Cible 14

15 Configuration type de la partition Mobile-LPAR1 Système d exploitation : AIX 5.3 / Aix 6.1 rootvg (mpio) datavg (mpio) Les volumes «rootvg» et «datavg» sont configurés en MPI0 (Multipath I/O) via deux Virtual IO servers VIOS1 Sea failover VIOS2 Le réseau ethernet utilise la fonctionnalité de «fail-over» au niveau des Virtual IO servers pour sécuriser l accès. réseau Baie de Stockage 15

16 Live Partition Mobility Les deux systèmes doivent être en POWER6 La partition à déplacer ne doit utiliser que des interfaces virtuelles. Les disques virtuels doivent être des LUNs sur un SAN Les LUNs doivent être accessibles par les VIOs sur chaque système Disponible depuis fin 2007 All statements regarding IBM future directions and intent are subject to change or withdrawal without notice and represent goals and objectives only. 16 *General Direction is at the relying party's sole risk and will not create liability or obligation for IBM. Planned availability is 4Q07. Any reliance on these Statements of

17 Live Partition Mobility Les partitions peuvent être déplacées entre des systèmes gérés par des HMC différentes. Supporté pour les partitions AIX 5.3, AIX 6.1, et Linux dans des systèmes basés sur des processeurs POWER6 hmc hmc 17

18 Active Memory Sharing (AMS) 18

19 PowerVM Active Memory Sharing Virtualisation de la mémoire pour Power Systems Conçu pour les partitions dont le besoin mémoire évolue dans le temps La mémoire est allouée dynamiquement suivant la charge des partitions; Le contenu de la mémoire est écrit dans une zone de Paging Améliore le taux d utilisation de la mémoire. Faible besoin de mémoire Environnements Actifs/inactifs Pics de charges à des moments différents entre les partitions Disponible avec PowerVM Enterprise Edition Partitions AIX 6.1, Linux et i 6.1 qui utilisent le VIOS et des processeurs partagés Disponible sur les machines POWER6 19

20 Configuration Active Memory Sharing Virtualization Control Point (VCP) (HMC, IVM) Pool de mémoire partagé Création d un pool de mémoire partagé Spécification de la taille mémoire désirée et maximum, du VIOS et de l unité de pagination. Changement dynamique de la taille du pool de mémoire partagé. L augmentation est limité par la taille maximum du pool et de la mémoire physique disponible dans le système. Création des partitions à mémoire partagée. Minimum, Maximum, Désiré font référence à une zone de mémoire logique et non plus physique. Changement entre mémoire dédiée et partagée La partition doit être redémarrée Ajout / Retrait dynamique de mémoire Modification de la mémoire logique. Ne rajoute ou n enlève pas de mémoire physique. AMS Paging Devices VIOSPSP1 (1 GB) F C VV AA SS II vcsi Server AIX/Linux/i AIX/Linux/i AIX/Linux/i Shared Memory Partition 1 Dedicated Shared Memory Partition 3 Partition 2 CMM Page In / Out CMM 8GB Page Donation Active Memory Sharing Manager (AMSM) Power Hypervisor (PHYP) Dedicated Memory (9 GB) AMS Pool 1 (16 GB) Free Memory Hypervisor Memory Pool (1.5 GB) (5.5 GB) Physical Memory (32 GB) All statements regarding IBM's future direction and intent are subject to change or withdrawal without notice, and represent goals and objectives only. 20

21 Active Memory Sharing: Avantages et Considérations AMS améliore le taux d utilisation de la mémoire de la même façon que la virtualisation des processeurs améliore le taux d utilisation des CPU. PowerVM alloue les ressources (les pages mémoire physique) dynamiquement basé sur la demande. Considérations à prendre avant de déployer AMS Quand le besoin de mémoire augmente, on peut augmenter dynamiquement la taille du pool mémoire pour éviter une perte de performance et une trop forte pagination. Une unité de pagination à haute performance est nécessaire pour minimiser l impact sur les performances. AMS apporte un bénéfice dans les profiles de charge suivants: Charge de travail variable et pic de charge à des moments différents. Charge de travail avec faible besoin de mémoire résidente. Scénario de partitions active / passive AMS N est pas recommandé pour les profiles de charge suivants Charge de travail avec un besoin continu de mémoire Charge de travail sensible aux temps de réponse Performance maximum et prédictibilité de la charge de travail Pré-requis efw 3.4 et HMC (et suivants) AIX 6.1TL2 POWER6 Linux SLES11 et RHEL 6 VIOS 2.1 All statements regarding IBM's future direction and intent are subject to change or withdrawal without notice, and represent goals and objectives only. 21

22 Active Memory Sharing: Gestion de la mémoire La mémoire est allouée dans chaque partition. Quelque soit la charge de la partition, la mémoire reste dédiée. L allocation de mémoire n est pas optimisée suivant la charge de travail. 20 Memory (GB) Partitions avec mémoire dédiée 25 Partition 3 Partition 2 Partition Time Partitions avec mémoire partagée 25 Memory Usage (GB) La mémoire est allouée au pool partagé. La mémoire n est utilisée que par la partition qui en a besoin. Ceci permet une meilleure efficacité d utilisation de la mémoire Partition 4 Partition 3 Partition 2 Partition Time All statements regarding IBM's future direction and intent are subject to change or withdrawal without notice, and represent goals and objectives only. 22

23 Active Memory Sharing: Exemples Autour du monde Partitions supportant des pics de charge à des moments différents. Memory Usage (GB) Asia Americas Europe 5 0 Time Jour-Nuit (ou Actif-Passif) Partitions actives à des moments différents (Jour / Nuit, Actif / Passif) Memory Usage (GB) Night Day 5 0 Utilisation variable Gand nombre de partitions avec un usage varié de la mémoire. Memory Usage (GB) 15 Time All statements regarding IBM's future direction and intent are subject to change or withdrawal without notice, and represent goals and objectives only. 23 Time #10 #9 #8 #7 #6 #5 #4 #3 #2 #1

24 VMControl 24

25 VMControl : Administration de la virtualisation Administration multiplateformes IBM Systems Power Systems, System z, System x, ressources de stockage et réseau VMControl est un composant d IBM Systems Director 25

26 VMControl : Administration de la virtualisation Optimisation Administration Virtualisation Optimisation avec les ensembles de systèmes (System Pools) Création, Modification, Suppression Automatisation de la mobilité Gestion d Images Virtuelles Création, capture, import, déploiement d images. Administration centralisée Virtualisation Création, Modification, Suppression de VM Administre plusieurs Hyperviseurs Déplacement de VM 26

27 VMControl Editions et PowerVM VMControl VMControl Express Edition VMControl Standard Edition VMControl Enterprise Edition Virtualisation des ressources Gestion des Images virtuelles Optimisation des ensembles de systèmes Création et gestion des VM (x86, PowerVM and z/vm) Déplacement de VM Virtualization Capabilities PowerVM Capture/import, Création d images virtuelles Déploiement des images virtuelles Gestion des images virtuelles dans un répertoire centralisé Create / Suppression des ensemble de systèmes Ajout/ Suppression de systèmes dans un ensemble 27

28 Enhanced Simultaneous Multithreading FX0 FX1 Thread0 active LS0 No thread active LS1 Thread1 active FP0 FP1 BXU VMX Le Système d Exploitation voit 2 CPUs par core (Linux & AIX) DP System throughput POWER6 Enhanced Simultaneous POWER5 Simultaneous Multithreading Multithreading ST POWER5 POWER SMT 6 SMT Exécute simultanément 2 threads par cœur les unités de calculs du cœur sont utilisées en parallèle par les 2 threads Jusqu à 7 instructions simultanées (5 en P5) Les temps d attente d un thread sont comblés par l autre thread Vu par les applications comme un serveur SMP classique, actif par défaut Utilise les transistors existants vs. Ajout de transistors pour obtenir de meilleures performance 28

29 3rd Generation Multi-threading : SMT4 Simple thread Out of Order S80 Hardware Muti-thread FX0 FX1 FP0 FP1 LS0 LS1 BRX CRL FX0 FX1 FP0 FP1 LS0 LS1 BRX CRL POWER5/6 2 Way SMT POWER7 4 Way SMT FX0 FX1 FP0 FP1 LS0 LS1 BRX CRL FX0 FX1 FP0 FP1 LS0 LS1 BRX CRL Aucun Thread Thread 0 Thread 2 Thread 1 Thread 3 29

30 VIO Roadmap 30

31 I/O Virtualization Roadmap Virtual I/O Server ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ POWER6 monitoring (agents Tivoli) file backed virtual devices (disk, optical) SAS, SATA virtual real memory (paging space) partition migration controller partition hibernation Nport ID Virtualization(NPIV) heterogeneous MPIO QoS infrastructure tape 31

32 IBM Power Systems

33 Agenda Positionnement des acteurs sur le marché Unix et différentiateurs, 1er cas: 2ème cas: Proposition d une architecture Power en remplacement d une architecture HP. Bilan. Consolidation IBM Power, 33

34 IBM leads in server revenue share Q According to IDC Q1 2009:+2.2%, Q22009: +7.4% UNIX Server Rolling Four Quarter Average Revenue Share 40% POWER6 Live Partition Mobility POWER5 35% Advanced POWER Virtualization 30% POWER4 25% LPARs 20% Q1 01 Q2 01 Q3 01 Q4 01 Q1 02 Q2 02 Q3 02 Q4 02 Q1 03 Q2 03 Q3 03 Q4 03 Q1 04 Q2 04 Q3 04 Q4 04 Q1 05 Q2 05 Q3 05 Q4 05 Q1 06 Q2 06 Q3 06 Q4 06 Q1 07 Q2 07 Q3 07 Q4 07 Q1 08 Q2 08 Q3 08 Q4 08 Q1 09 Q % HP Sun IBM Source: IDC Quarterly Server Tracker Q209 release, September

35 Historique de la Roadmap Power 35

36 Volumes = pérennité! POWER Everywhere Storage Frames POWER Technology 36

37 Processor Technology Cadencée, fiable IBM Investment in the Power Franchise POWER8 POWER7 45 nm POWER6 65 nm POWER5 130 nm POWER4 180 nm Dual Core Chip Multi Processing Distributed Switch Shared L2 Dynamic LPARs (32) 2001 Dual Core Enhanced Scaling SMT Distributed Switch + Core Parallelism + FP Performance + Memory bandwidth + Virtualization 2004 Dual Core High Frequencies Virtualization + Memory Subsystem + Altivec Instruction Retry Dyn Energy Mgmt SMT + Protection Keys 2007 Multi Core On-Chip EDRAM Power Optimized Cores Mem Subsystem ++ SMT++ Reliability + VSM & VSX Protection Keys Future

38 AIX Release Plan Visibilité Long Terme AIX 7 GA 10/10 EoM 09/15 EoS 09/16 EoL 09/20 AIX 6.1 GA 11/07 EoM 09/12 AIX 5.3 GA 08/04 EoM 04/11 AIX 5.2 GA10/02 AIX 5.1 GA 05/01 EoM 04/08 EoS 04/09 EoS 04/06 EoS 04/12 EoL 09/17 EoL 09/15 EoL 04/13 EoL 04/10 -Marketed & serviced -Serviced only EoS 09/13 -Fee-based service extension -Technology Level Update -Web support only *All statements regarding IBM's future direction and intent are subject to change or withdrawal without notice, and represent goals and objectives only. 38

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40 Fiabilité et disponibilité 40

41 Fiabilité et disponibilité AIX is Most Reliable According to a recent Yankee Group study* of 400 Windows, Linux and UNIX users, AIX was the most reliable server operating system: H o u r s o f d o w n tim e p e r y e a r * 9 8 IBM s AIX achieved the highest level of reliability, with corporate enterprises reporting an average of only 36 minutes of downtime per server in a 12-month period AIX H P -U X S o la r is W in d o w s * Source: Unix, Linux Uptime and Reliability Increase; Patch Management Woes Plague Windows 2008 Yankee Group Research, Inc. All rights reserved 41

42 42

43 IBM et la virtualisation : 40 ans d histoire 1967 IBM develops hypervisor that would become VM on the mainframe Virtualisation IBM announces first machines to do physical partitioning IBM announces LPAR on the mainframe POWER LPAR design begins IBM introduces LPAR in POWER4 based systems with AIX 5L In our opinion, they [System p servers] bring mainframe-quality virtualization capabilities to the world of AIX Advanced POWER Virtualization ships Advanced POWER Virtualization sur les IBM System p servers - Ulrich Klenke, CIO, rku.it Linux on POWER January

44 La gamme IBM Power Systems Virtualisation sur toute la gamme Carractéristiques communes: - Fonctionnalités & virtualisation - Processeurs - Dispositifs RAS - Console d administration - Système d exploitation Up to 8 cores Up to 16 cores 570 Up to 32 cores 520 Up to 4 cores BladeCenter JS12 JS22 JS23/JS43 Up to 8 cores Up to 64 cores

45 45

46 POWER6 continues to deliver more Performance per Watt rperf per KWatt 9X increase in performance per watt 7.9X increase in rperf performance 7+ years of changing the UNIX landscape POWER4 p GHz rperf: KWatts: 6.71 POWER4+ p GHz rperf: KWatts: 6.71 POWER5 p GHz rperf: 68.4 KWatts: 5.2 POWER5+ p GHz rperf: KWatts: 5.2 POWER6 Power GHz rperf: KWatts: POWER6 Power GHz rperf: KWatts: 5.6

47 For a complete list of all #1 POWER results, go to POWER vs. Best Competitive Result TPC-C 64-core TPC-C 32-core TPC-C 16-core TPC-C 4-core SAP SD 3-tier Overall SAP SD 2-tier 16-core SAP SD 2-tier 4-core SAP SD 2-tier 2-core Siebel 7.7 Industry Applications Oracle Apps. Std. Batch SPECint_rate core SPECfp_rate core SPECint_rate core SPECfp_rate core SPECint_rate core SPECfp_rate core SPECint_rate core SPECfp_rate core SPECint_rate core SPECfp_rate core SPECfp2006 SPECint_rate core SPECfp_rate core SPECsfs R1.v3 Lotus NotesBench R6Mail Overall Lotus NotesBench D7 R6iNotes SPECjbb core SPEC OMPM2001 (peak) 2-core SPEC OMPM2001 (peak) 4-core SPEC OMPM2001 (peak) 8-core SPEC OMPM2001 (peak) 16-core SPEC OMPM2001 (peak) Overall SPEC OMPL2001 base (64-core) LINPACK HPC 2-core LINPACK HPC 4-core LINPACK HPC 8-core LINPACK HPC 16-core LINPACK HPC 32-core LINPACK HPC 64-core Source: Performances Best Competitive Result IBM Relative Performance This chart must be accompanied by next page. 47 All results are as of 05/01/09.

48 Roadmap Virtualisation Performance Disponibilité Optimisation du taux d utilisation, réduction de coûts choix OS mutiple Management & Reduction de la consomation d énergie IBM Corporation