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Technologischer Nutzen von 64- bit- Architekturen Rudolf Nordhues Unisys Deutschland GmbH

Technologischer Nutzen von 64-bit-Architekturen

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Technologischer Nutzen von 64-bit-Architekturen. Rudolf Nordhues Unisys Deutschland GmbH. Technology 24%. Services 76%. 56% Umsatz außerhalb der USA. Unisys Portrait. Weltweit Unisys Corporation mit Hauptsitz in Blue Bell/Philadelphia, USA - PowerPoint PPT Presentation

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  • Technologischer Nutzen von 64-bit-Architekturen

    Rudolf NordhuesUnisys Deutschland GmbH

  • AgendaUnternehmensdarstellung32-Bit oder 64-Bit Technologie, Limits und Benefits 64-Bit Hardware Architektur-Anstze Implementierungsbeispiel im Zusammenspiel von SAP und Microsoft SQL 2000 Praxisdemo mit Remote-Zugriff auf einen 64-Bit Enterprise Server im Unisys SAP Competence Center Walldorf Summary

  • AgendaUnternehmensdarstellung32-Bit oder 64-Bit Technologie, Limits und Benefits 64-Bit Hardware Architektur-Anstze Implementierungsbeispiel im Zusammenspiel von SAP und Microsoft SQL 2000 Praxisdemo mit Remote-Zugriff auf einen 64-Bit Enterprise Server im Unisys SAP Competence Center Walldorf Summary

  • Unisys Portrait

    WeltweitUnisys Corporation mit Hauptsitz in Blue Bell/Philadelphia, USA50.000 Kunden in ber 100 Lndern, vertreten in allen Regionen der ErdeCa. 36.500 Mitarbeiter$5,9 Milliarden Umsatz im Jahr 2003Gelistet bei NYSEEin Fortune 300 Unternehmen

  • Unsere Kompetenzen. Tradition und Innovation5 KernkompetenzenSystem IntegrationOutsourcingInfrastruktur ServicesServer TechnologieConsulting5 Global IndustriesFinancial ServicesTelekommunikation und Mediaffentlicher BereichTransport und LogistikIndustrie & HandelHeute -ES7000 Server,umfassende Services undLsungen weltweit.1950 -ENIAC

  • Server TechnologieImagine it.Leistungsstarke Enterprise-Server mit Grorechner-Qualitten und offenem Betriebssystem fr die Konsolidierung und fr groe geschftskritische Anwendungen.Done.Die Unisys ES7000-Familie mit Windows Datacenter Edition Betriebssystem: 1000-fach bewhrt.

  • ES7000 Leadership Windows Server Market and ShareUnisys Leads in the Big Windows Market>50K$ Windows Server MarketSource:International Data Corporation

  • AgendaUnternehmensdarstellung32-Bit oder 64-Bit Technologie, Limits und Benefits 64-Bit Hardware Architektur-Anstze Implementierungsbeispiel im Zusammenspiel von SAP und Microsoft SQL 2000 Praxisdemo mit Remote-Zugriff auf einen 64-Bit Enterprise Server im Unisys SAP Competence Center Walldorf Summary

  • Speichermodell 32-Bit TechnologieStandard Windows 2000 virtueller Adressraum4 Gigabyte RAM TuningPhysische Adresserweiterung Intel x86 (PAE) Address Windowing Extension (AWE)Large Memory Enabled (LME)Windows Produkt OptionenDatenbanken SQL Server / OracleExchange Server 2000Terminal Services

  • 232= 4.294.967.296 Bytes = 4 GBytes

    32-Bit virtueller Adressraum

  • Standard Windows virtueller AdressraumJeder Prozess kann ber einen 4GB groen virtuellen Adressraum verfgen2 GB Benutzerbereich2 GB Systembereich

    .exe CodeGlobale VariablenStacks von Threads .dll code000000007FFFFFFFKernel und Ausfhrungsschicht HAL, Starttreiber

    Filesystem CachePaged poolNonpaged poolFFFFFFFF80000000Prozessseitentabellen,HyperspaceC0000000Eindeutig pro Prozess, BenutzermodusSystemweit,nur im Kernelmoduspro Prozess, nur im Kernelmodus2GB2GB

  • Task ManagerPhysischer ArbeitsspeicherFreie Seiten, Null- und Standby-ListenSystemseiten (z.B. Cache)Virtueller Speicher ohne Erweiterung der Auslagerungsdatei Zugesicherter virtueller Speicher AuslagerungspoolResidenter PoolSumme Paged + Nonpaged

  • 4Gigabyte RAM Tuning Adressraumauch bekannt als Application Memory Tuning oder/3GB Tuningmglich auf x86 mit W2K AS, W2K3 EE und W2K DCE, W2K3 DCEmaximal bis zu 16 GB RAM.exe codeGlobale Variablen Per-Thread Benutzermodus Stacks.dll codeProzess Heaps

    Exec, Kernel, HAL,Treiber, etc.00000000BFFFFFFFFFFFFFFFC0000000Prozess Seitentabellen,Hyperspace3GB1GBEindeutig pro Prozess, Benutzermoduspro Prozess, nur im KernelmodusSystemweit,nur im Kernelmodus

  • 4 GB RAM Tuningnutzbar durchAktivierung durch Angabe von /3GB in boot.ini

    Anwendung bentigt LargeAddressAwareLinker-Option /LARGEADDRESSAWARE:Yesberprfbar mittels [boot loader] timeout=30 default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINNT [operating systems] multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINNT= "W2K DCE 3GB" /3GB Imagecfg oracle.exe

  • 232= 4.294.967.296 Bytes = 4 GBytes

    Physische Adresserweiterung fr x86 (PAE)232+4 = 68.719.476.736 Bytes = 64 GBytes

  • Physische Adresserweiterung fr x86 (PAE)notwendig um mehr als 4 GB RAM zu adressierenspezieller Kernel in Kombination mit /3GB max. 16 GB RAMAktivierung durch boot.ini

    [boot loader] timeout=30 default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINNT [operating systems] multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINNT= "W2K DCE PAE" /PAE 0 GB 4 GB32 GB/PAE Angabe in boot.ini erforderlich

  • Systemnutzen von PAESystemadressraum bis 32 GB RAMBenutzertransparentReduzierung von PagingUntersttzung durch LME Hardware

    Kernel SpeicherMapping to KernelMapping to Kernel2(or 3)GB Prozess2(or 3)GB ProzessMapping to Kernel2(or 3)GB Prozess

  • bersetzung virtueller Adressen ohne PAEKPROCESSPFNPFNGesuchtes Byte CR3 Register

    Byteindex12 BitsSeitentabellenindex 10 Bits Physischer Adressraumgesuchte SeiteSeitentabellen (bis zu 512 pro Prozess + bis zu 512 systemweit, 1024 Eintrge pro TabelleSeitenverzeichnis (1 pro Prozess, 1024 Eintrge)IndexIndex32 Bit AdresseSeitenverzeichnisindex 10 Bits Physische AdressePFN Page Frame Number PDE Page Directory Entry PTE Page Table EntryPDEPTE32 Bit breit32 Bit breit

  • bersetzung virtueller Adressen mit PAEKPROCESSPFNPFNGesuchtes Byte CR3 Register

    Byteindex12 BitsSeitentabellenindex 9 Bits Physischer Adressraumgesuchte SeiteSeitentabellen (512 Eintrge pro Tabelle)Seitenverzeichnis (bis zu 4 pro Prozess, 512 Eintrge)IndexIndex32 Bit AdresseSeitenverzeichnisindex 9 Bits Physische AdressePDEPTE64 Bit breit64 Bit breitPFNSeitenverzeichnis- zeigerindex 2 BitsPDE Seitenverzeichniszeiger (1 pro Prozess, 4 Eintrge)Index

  • Address Windowing ExtensionErmglicht den Zugriff auf mehr als 2 GB bzw. 3GB durch einen Prozess mittels AWE APIsAWE API Aufrufe Reservieren des physischen Speichers; AllocateUserPhysicalPages()Erstellen eines Adressierungsfensters auf den physischen Speicher; VirtualAlloc() with the MEM_PHYSICAL FLAGAbbildung von physischem Speicher im Adressierungsfenster; MapUserPhysicalPages()FreeUserPhysicalPages()

  • AWE Arbeitsweise2 GB bzw. 3 GBBenutzeradressraumAnwendungPhysischer SpeicherSystemadressraum 2GB bzw. 1GBVirtueller Adressraum des Prozesses

  • AWE Arbeitsweise 1. Schritt2 GB bzw. 3 GBBenutzeradressraumAllocateUserPhysicalPages()Physischer SpeicherSystemadressraum 2GB bzw. 1GBVirtueller Adressraum des ProzessesAnwendung

  • AWE Arbeitsweise 2. Schritt2 GB bzw. 3 GBBenutzeradressraumAllocateUserPhysicalPages()Physischer SpeicherSystemadressraum 2GB bzw. 1GBVirtueller Adressraum des ProzessesAWE- Fenster VirtualAlloc()Anwendung

  • AWE Arbeitsweise 3. Schritt2 GB bzw. 3 GBBenutzeradressraumPhysischer SpeicherSystemadressraum 2GB bzw. 1GBVirtueller Adressraum des ProzessesAWE- Fenster VirtualAlloc()MapUserPhysicalPages()AWE- Fenster VirtualAlloc()Anwendung

  • AWE Arbeitsweise 3. Schritt2 GB bzw. 3 GBBenutzeradressraumPhysischer SpeicherSystemadressraum 2GB bzw. 1GBVirtueller Adressraum des ProzessesAWE- Fenster VirtualAlloc()MapUserPhysicalPages()AWE- Fenster VirtualAlloc()Anwendung

  • AWE EinschrnkungenProzesse knnen keine Seiten gemeinsam nutzendieselbe physische Seite kann nicht mehreren virtuellen Adressen im selben Prozess zugeordnet werdender AWE Bereich kann keinen ausfhrbaren Programmcode enthaltender AWE Bereich ist nicht nutzbar als Datenpuffer fr Grafik- oder Videoaufrufejeder AWE Bereich ist als eine Einheit wieder freizugeben

  • Large Memory Enabled HWwww.microsoft.com/hcl

  • AWE E/A mit Large Memory Enabled2 GB bzw. 3 GBBenutzeradressraumPhysischer SpeicherSystemadressraum 2GB bzw. 1GBVirtueller Adressraum des ProzessesAWE- Fenster VirtualAlloc()MapUserPhysicalPages()AWE- Fenster VirtualAlloc()NetworkDiskdirekte E/AAnwendung

  • Windows Produkt Optionen

    Option Produkt/3GB/PAEBS-LimitWindows 2000 Advanced ServerYes/No Yes/NoNo Yes4 GB 8 GBWindows 2000 Datacenter EditionYes/No Yes NoNo Yes Yes4 GB 16 GB 32 GBWindows 2003 Enterprise EditionYes/No Yes NoNo Yes Yes4 GB 16 GB 32 GBWindows 2003 Datacenter EditionYes/No Yes NoNo Yes Yes4 GB 16 GB 64 GB

  • SQL Server 2000 SpeicherverwaltungSQL Server untersttzt bis zu 64 GB

    Anmerkung bei Benutzung von mehr als 4 GB Dynamische Speicherverwaltung nicht mehr mglichAktivierung AWE mittels sp_configure oder SQL Server 2000 Enterprise Manager Exec sp_configure awe enabled,1

    4GB16 GB64 GBPAE Y3GB --AWE YPAE Y3GB NAWE YPAE N3GB --AWE --W2KW2K332 GB

  • Exchange Server 2000 SpeicherverwaltungKeine effektive Benutzung des Speichers bei mehr als 4GB RAM durch den Exchange ServerAWE kann nicht fr den Exchange Server genutzt werden/3GB Option sollte genutzt werden

  • Terminal Server SpeicherverwaltungTerminal Server Nutzung wird durch den Systemadressraum eingeschrnkt /3GB sollte nicht genutzt werdendie Verwendung von PAE bringt nur geringen Nutzen

  • 232= 4.294.967.296 Bytes = 4 GBytes

    264= 18.446.744.073.709.551.616 Bytes = 17.179.869.184 GBytes= 16 ExaBytes64-Bit virtueller Adressraum

  • 64-Bit / 32-Bit Vergleich AdressraumKenndaten

    Adressraum64-Bit32-BitVirtueller Adressraum16 TB4GBPaging File512 TB16 TBHyperspace8 GB4 MBPaged Pool128 GB470 MBNon-Paged Pool128 GB256 MBSystemcache1 TB~1 GBSystem PTEs128 GB660 MB

  • Systemnutzen von 64-BitDatenbanken mit groen Cachebedarf > 2.7 GB, wie bei DHW Systemen blichOracle Datenbanken mit groen Bedarf an PGAs fr interne SortsOracle Datenbanken mit mehr als 2000 Concurrent Datenbankverbindungengroe zentrale SAP SystemeSAP APO Systeme mit Livecache Serverkonsolidierung

  • Datenbank Migration leichter gehts nicht!Datenbankkopie erstellenKopie dem Itanium2 System bekanntgebenStarten der Databank auf dem Itanium2 Systemerledigt in Minuten!

    Architekturwechsel ohne RisikoPerformancegewinnZukunftssichere Plattformvirtualized storage systemSAN infrastructure

  • AgendaUnternehmensdarstellung32-bit oder 64-bit Technologie, Limits und Benefits 64-bit Hardware Architektur-Anstze Implementierungsbeispiel im Zusammenspiel von SAP und Microsoft SQL 2000 Praxisdemo mit Remote-Zugriff auf einen 64-bit Enterprise Server im Unisys SAP Competence Center Walldorf Summary

  • Intel Itanium 2 Architectural Features6.4 GB/s1024 TB81.5 GHzMemory Addressing

    67891011System Bus BandwidthOn-die L3 CacheOn-die RegistersExecution UnitsCore FrequencyIssue Ports328 Registers6 Instructions / Cycle3/6/9 MBInstructions / Clk6 Integer, 3 Branch2 FP, 1 SIMD2 Load, 2 StorePerformance via Parallelism

  • Unisys ES7000 Server FamilieAriesOrionAriesOrion510

    520

    530

    540

    64-bit Itanium 232-bit Xeon MP430

    550

    560

    410

    420

    9 Modelle

    Heute verfgbar!

  • Unisys 64-bit ES7000 Architektur

  • Unisys 64-bit ES7000 Architekturverteilte Shared-Memory ArchitekturBis zu 4 Prozessor/Memory Knoten Jeder Knoten enthlt bis zu 4 Prozessoren und 32GB RAMKnotenkontroller ermglichen den Zugriff auf andere Knoten und E/A Hubsbis zu 16 Itanium2 Prozessoren1.3GHz mit 3MB on-die Cache1.5GHz mit 6MB on-die Cachebis zu 2 CrossbarsInterconnect Prozessor/Memory Knoten und E/A Hubs Datendurchsatz pro Verbindung bis zu 6.4 GB/sec, non-blocking, Full-DuplexDatendurchsatz bis zu 38.4 GB/s pro Crossbar

  • Unisys 64-bit ES7000 Architektur - MemoryHochleistungsspeicherarchitektur bis zu 128GB RAM groer, flacher virtueller Adressraum bis zu 16 Terabytes8 TB for Windows kernel8 TB for user processes Performance Boost fr Windows Kernel und Anwendungkein 32-Bit PAE/AWE Mapping/Un-Mapping AufwandZuordnung physische SeitenZuordnung eines virtuellen AdressfenstersMappen der physischen Seiten auf das VA FensterEffektivere Adressumsetzung von virtuell auf physisch, weniger (TLB) FehlzugriffeBis zu 4 Wege Memory Interleave erlaubt parallelen Speicherzugriff

  • OLAP Processing Results 64 vs. 32-bit

    LOwER

    TH E B E T T E R* 64-bit processor was slightly fasterPoint when 32 bit becomes unstable

  • SAP APO-DP benchmarkAdvanced Planner and Optimizer (APO) Demand Planning (DP) solutionUnisys ES7000-400 with sixteen 1.5GHz Itanium 2 processors attained the world record performance achieving 586,319/hour planned characteristic combinations on an aggregate level running Microsoft Windows Server 2003 and Microsoft SQL Server 2000 (64-bit). This is 24 percent higher than IBMs p690 (474,162) using sixteen 1.3 GHz Power4 processors, IBM's Unix-based AIX operating system, and the Oracle 9i database. The IBM benchmark was the previous world record. Higher is better

  • 64-bit vs. 32-bit Cube processing. LOwER

    TH E B E T T E R

  • TPC-C Itanium 2 Benchmarks

    CompanySystemtpmC$/tpmCDatabase Software Operating System# Server CPU'sDate SubmittedAvailability DateHP HP Integrity Superdome 1008144.498.33Oracle Database 10g Enterprise Edition HP UX 11.iv2 64-Bit Base OS 6411/4/20034/14/2004HP HP Integrity Superdome 824164.538.28Oracle Database 10G Enterprise Edition HP UX 11.iv2 64-Bit Base OS 647/30/200312/31/2003HP HP Integrity Superdome 7866466.49Microsoft SQL Server 2000 Enterprise Ed. 64-bit Microsoft Windows Server 2003 Datacenter Edition 64-bit 648/27/200310/23/2003HP HP Integrity Superdome 7071027.16Microsoft SQL Server 2000 Enterprise Ed. 64-bit Microsoft Windows Server 2003 Datacenter Edition 645/20/200310/23/2003NEC NEC Express5800/1320Xd c/s w/Express5800/12Rf-2 577530.7710.81Microsoft SQL Server 2000 Enterprise Ed. 64-bit Microsoft Windows Server 2003 Datacenter Edition 64-bit 3210/9/200312/1/2003NEC NEC Express5800/1320Xd 521440.5311.77Oracle Database 10g Enterprise Edition Microsoft Windows Server 2003 Datacenter Edition 64-bit 329/8/20032/15/2004Unisys ES7000 Aries 420 Enterprise Server 291410.615.28Oracle Database 10g Enterprise Edition Microsoft Windows Server 2003 Datacenter Edition 64-bit 1610/20/20032/15/2004HP HP Integrity rx5670 Linux 136110.983.94Oracle Database 10g Enterprise Edition Red Hat Enterprise Linux AS 3 49/5/200312/31/2003HP hp server rx5670 131639.87.25Oracle Database 10G Standard Edition HP UX 11.iv2 64-Bit Base OS 47/30/200312/31/2003HP hp server rx5670 121065.134.49Microsoft SQL Server 2000 Enterprise Ed. 64-bit Microsoft Windows Server 2003 Enterprise Edition 44/24/20038/1/2003

  • AgendaUnternehmensdarstellung32-Bit oder 64-Bit Technologie, Limits und Benefits 64-Bit Hardware Architektur-Anstze Implementierungsbeispiel im Zusammenspiel von SAP und Microsoft SQL 2000 Praxisdemo mit Remote-Zugriff auf einen 64-Bit Enterprise Server im Unisys SAP Competence Center Walldorf Summary

  • Server Konsolidierung SAP MS SQL Server 2000Anforderung: zwei SAP Systeme sollen mit ihren SQL Server Datenbanken auf einen Server konsolidiert werden. Das Zielsystem soll ber eine Kapazittsreserve von 20% verfgen, die den Anwendungen fr Lastspitzen zur Verfgung stehen soll. Das BW System bentigt groe Datenbankcaches Das ERP System hat eine hohes Transaktionsaufkommen und darf durch den gleichzeitigen Einsatz von BW nicht in den Antwortzeiten beeinflusst werden.

  • Derzeitige SystemlandschaftERP System (1-n Server)BW System (1-n Server)SQL1SQL2App2App1

  • Server KonsolidierungFrei 20%BW 40%ERP 40%Freie Kapazitt(fr weitere Anwendungen oder Lastspitzen)SQL1ERPApp1SQL2BWApp2Neuer Server

  • Server KonsolidierungFrei 20%BW 40%ERP 40%Freie Kapazitt(fr weitere Anwendungen oder Lastspitzen)SQL1ERPApp1SQL2BWApp2Neuer Server

  • Server Konsolidierung LastkonfliktBW 70%ERP 30%Freie Kapazitt(fr weitere Anwendungen oder Lastspitzen)SQL1ERPApp1SQL2BWApp2Neuer Server

  • Server Konsolidierung mit Resource ManagementBW 50%ERP 50%BW 60%ERP 40%SQL1ERPApp1SQL2BWApp2Neuer ServerEingestellte Lastwerte

  • Server Konsolidierung mit Resource ManagementBW 50%ERP 50%BW 50%ERP 50%SQL1ERPApp1SQL2BWApp2Neuer ServerEingestellte Lastwerte

  • AgendaUnternehmensdarstellung32-Bit oder 64-Bit Technologie, Limits und Benefits 64-Bit Hardware Architektur-Anstze Implementierungsbeispiel im Zusammenspiel von SAP und Microsoft SQL 2000 Praxisdemo mit Remote-Zugriff auf einen 64-Bit Enterprise Server im Unisys SAP Competence Center Walldorf Summary

  • AgendaUnternehmensdarstellung32-Bit oder 64-Bit Technologie, Limits und Benefits 64-Bit Hardware Architektur-Anstze Implementierungsbeispiel im Zusammenspiel von SAP und Microsoft SQL 2000 Praxisdemo mit Remote-Zugriff auf einen 64-Bit Enterprise Server im Unisys SAP Competence Center Walldorf Summary

  • Summarykeine Adressierungslimits mit 64-Bit Technologie (PAE, 3GB, AWE entfllt)Ideale Plattform fr groe OLTP Datenbanken und Data Warehouse DatenbankenIdeale Plattform zur AnwendungskonsolidierungSAP & Siebel Benchmarks beweisen eine Skalierung ber auch fr Anwendungen ber 8 CPUen hinaus

  • Precision Thinking.Vielen DankRelentless Execution.

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