Open Compute Project publiceert roadmap voor 2020

Onlangs publiceerde Open Compute Project een uitgebreide roadmap. Daarin beschrijft Chief Technology Officer Bill Carter de plannen van OCP voor het jaar 2020. Doel van de roadmap is om inzicht te geven in de technologieën die OCP belangrijk vindt en de projecten die hierop gebaseerd kunnen worden. Belangrijke thema’s hierbij zijn: common platforms, modulariteit, firmware, platform security, hardware management en geïntegreerde oplossingen.

Open Compute Project is een open source community en alle technische content is afkomstig van de leden, legt CTO Bill Carter in zijn roadmap-blog uit. Een deel van de community bestaat uit engineers, developers en bedrijven die daadwerkelijk producten bouwen. Een ander deel van de community wordt gevormd door deel­nemers die gebruikmaken van de hardware en de oplossingen die zijn ontwikkeld vanuit OCP. “We zijn begonnen met het identificeren en prioriteren van technologieën en projecten om de pijnpunten van de industrie op te lossen en om verder samen te werken met onze community”, schrijft Carter. “Begin vorig jaar hebben de raad van bestuur, de technische adviseurs - in de vorm van bijvoorbeeld de incubation committees - en de vrijwilligers die leiding geven aan OCP meer dan 15 mogelijkheden geïdentificeerd waar een open source-gemeenschap oplossingen kan versnellen voor belangrijke doelgroepen als hyperscalers, grote ondernemingen, telecom providers en gebruikers van edge-toepassingen. Dit is uiteindelijk uitgegroeid tot onze ‘Technologies Planning Map’.”

Deze ‘kaart’ geeft huidige en potentiële partners van OCP duidelijkheid over mogelijkheden voor samenwerking, eventueel nieuw op te zetten projecten en de investeringen die daarmee gemoeid zijn. Laten we deze Technologies Planning Map eens nader bekijken.

Common platforms

De cloud-industrie is nu al tien jaar bezig met een stevige transformatie, zegt Carter: “De opsplitsing van switching-apparatuur en server hardware heeft de toepassing van open source- en whitebox hardware mogelijk gemaakt. We hebben enorme doorbraken gezien in efficiëntie en schaalgrootte van de grotere infrastructuur­bouwers die in de sector innoveren.

De transformatie heeft ook een behoefte aan - zeg maar - ‘operationeel gelijkaardige’ computerplatforms aan het licht gebracht, waar de fysieke, logische en programmeer­interfaces consistent blijven, terwijl ze tegelijkertijd de nieuwste technologieën ondersteunen. Een gelijkaardig voorbeeld zijn de gemeenschappelijke peripheral interfaces en fysieke vormfactoren.”

Een gemeenschappelijke platform­benadering (‘common platforms’) biedt schaalbare, efficiënte ontwerpen voor alle gebruikers en is vooral geschikt voor grote ondernemingen en telecom operators die ook private cloud services leveren, schrijft de OCP CTO. “Zij profiteren van het gebruik van de technologie en de producten die zijn ontwikkeld door ‘s werelds grootste dienstverleners. Het gemeenschappelijke platformconcept zou idealiter modulariteit, standaardisatie van hardware-beheer en -beveiliging en open systeem-firmware ondersteunen.”

Sinds 2019 is het Open Accelerator Infrastructure-project (OAI) bezig met het definiëren en mogelijk maken van gemeenschappelijke bouwstenen die schaalbare AI-hardware leveren om te leren en conclusies te trekken. Het Edge-project, dat ook in 2019 van start ging, heeft gemeenschappelijke behuizingen en ‘sleds’ gedefinieerd en mogelijk gemaakt voor toepassingen die buiten het datacenter worden ingezet en waar latency een belangrijke rol speelt.

Carter: “Vooruitblikkend moet een gemeenschappelijk platform ook de beheersbaarheid, beveiliging en systeem­initialisatie definiëren en moet het de opkomende interfaces omarmen die de levensduur van het basisontwerp verlengen. Naast OCP zijn er verschillende organisaties die werken aan het definiëren en mogelijk maken van nieuwe interfaces die waarde zouden toevoegen aan een gemeen­schappelijk platform. Waar mogelijk zal OCP samenwerking aangaan met deze organisaties om samen te werken, te definiëren, te promoten en de interfaces mogelijk te maken. We zullen ook de mogelijkheden verkennen om gezamenlijk evenementen te organiseren en nieuwe projecten te lanceren binnen de community.”

Modulariteit

“Het grootste deel van de vraag naar servers zal blijven bestaan uit apparaten voor algemene doeleinden”, schrijft Carter in de OCP-roadmap. “En hoewel het gebruik van GPU- en AI-georiënteerde workloads in het datacenter snel groeit, worden ze niet in elke server ingezet. Er is veel geschreven dat de Wet van Moore op zijn eind loopt als gevolg van beperkingen in de omvang van IC-procesfuncties en kloksnelheden. Toch zullen de prestatieverbeteringen van de packaging en de instructieset, evenals de beschikbaarheid van de publieke cloud, de vereiste prestaties leveren voor algemene workloads.

Maar voor bepaalde specifieke workloads leveren domeinspecifieke architecturen en ‘deep learning’ architecturen 10 keer tot 1.000 keer betere prestaties dan algemene processors of softwareoplossingen.”

Modulariteit en standaardisatie van interfaces beschermt investeringen in hardware en software. Het biedt de flexibiliteit om in een laat stadium configuratiebeslissingen te nemen. En het versnelt de adoptie en implementatie van de nieuwste en beste hardware-technologie. “Deze hardware-oplossingen - denk bijvoorbeeld aan ‘accelerators’ - moeten worden geïmplementeerd als modules, waardoor een gemeenschappelijk platform voor het leveren van host-diensten - elektrische interconnectie, mechanisch, koeling, stroom, protocol - mogelijk wordt.”

Het beste voorbeeld van de waarde van modulariteit noemt Carter de OCP Mezzanine-kaart. Vanaf 2012 en op basis van de oorspronkelijke specificatie van Facebook heeft de OCP community modulariteit omarmd en vandaag de dag is het de defacto standaard voor I/O-opties. In 2019 waren meer dan een dozijn bedrijven medeauteur van de 3.0 NIC-specificatie en op de Regional Summit in Amsterdam in 2019 demonstreerden leveranciers 200 Gbps datatransfers. In 2019 omarmden de Open Accelerator Module (OAM) en de Open Domain Specific Architecture (ODSA) projecten beide modulariteit als het beste plan om de respectievelijke technologieën mogelijk te maken. Er zijn ook verschil­lende bijdragen geleverd die opgesplitste (‘disaggregated’) server-architecturen ontwikkelen. Denk aan de Facebook Big Sur GPU Expansion en Project Olympus FX-16 Flash Expansion.

Vooruitblikkend verwachten we modulariteit te omarmen op het niveau van apparaten, subassemblies, platformen en racks, aldus Carter. “De toename van het aantal soorten en typen van opslagapparaten wijst ook op de noodzaak van een betere samenwerking met het oog op modulariteit. Als ideale kandidaten voor modulariteit zien we onder meer ‘power shelves’, telecom I/O en hardware voor edge-apparatuur. Modulariteit kan worden toegepast op het rack met nieuwe rack-standaarden  - bijvoorbeeld Open Rack release 3.0 - en met geavanceerde koeloplossingen - bijvoorbeeld ‘cold plate’ en ‘immersion’.”

Open firmware en platformbeveiliging

De security-dreigingen groeien mee met de toename van het aantal programmeerbare apparaten in het netwerk - en dan zowel tussen als binnen apparaten. Eigen software die wordt ingezet op apparaten die op het netwerk zijn aangesloten creëert mogelijk­heden voor kwaadaardige bedreigingen en creëert kwetsbaarheden in de volledige leveranciersketen, vanaf de productie van componenten tot en met de implementatie en buitengebruikstelling.

Hardware die - zeg maar - ‘root of trust’ biedt, wordt vergezeld van gemeenschap­pelijke API’s, stelt OCP’s CTO. Complete firmware stacks die als open source beschikbaar zijn gesteld, verminderen de mogelijke schade maar verminderen ook wat Carter noemt ‘onbedoelde veiligheids­risico’s’ aanzienlijk.

In maart 2021 zullen alle OCP-platforms de beschikbaarheid van open source repositories nodig hebben. Deze stellen iedere gebruiker in staat om Open System Firmware te bouwen en te implementeren op een OCP erkend product.

Hardwarebeheer

Hyperscale providers hebben hun eigen firmware- en software-implementaties om hun IT-apparatuur op afstand te beheren. Zij kunnen deze oplossingen verder ontwikkelen naarmate hun behoeften veranderen en zij nuttige telemetriegegevens vinden om uit de apparatuur te verzamelen. Carter: “Private cloud-aanbieders - bijvoorbeeld grote ondernemingen en telecom providers - zijn echter afhankelijk van de beschikbaarheid van de IPMI-interface of toolsets die door de OEM-fabrikant van de apparatuur worden geleverd. De kloof tussen de technische mogelijkheden waar hyperscalers over beschikken en die van de niet-hyperscalers is onevenredig groot geworden. Er is behoefte aan een framework voor systeembeheer dat via alle leveranciers beschikbaar is. Gelukkig is een dergelijke framework-definitie al beschikbaar dankzij de inspanningen van DMTF.org.” DMTF was voorheen bekend als de Distributed Management Task Force. DMTF’s Redfish is een standaard die ontworpen is om eenvoudig en veilig beheer te leveren voor geconvergeerde, hybride IT en de software defined datacenters, schrijft Carter. 

“Met het oog op de toekomst is OCP in staat om voor te schrijven dat alle OCP-ontwerpen en -specificaties moeten voldoen aan de basisprofielen van de Redfish-standaard. Met als gewenst resultaat: interoperabiliteit en beheerbaarheid van alle OCP-erkende producten. Open source repositories voor zowel de BMC-firmware als de RMC-firmware zullen in de toekomst een vereiste zijn.”

Geïntegreerde oplossingen

“Zoals hierboven reeds gezegd, is de cloud-industrie al meer dan tien jaar bezig met een transformatieproces”, zegt Carter verder. “Gedisaggregeerde switch gear en server hardware heeft het mogelijk gemaakt om open source- en whitebox hardware-oplossingen met een willekeurige software stack toe te passen. Dit model heeft gewerkt voor bedrijven die de middelen hebben om een software stack te bouwen en te ondersteunen, maar de meeste bedrijven kijken naar hun supply chain en naar systeemintegratoren om deze inspanning te ondersteunen.”

OCP Integrated Solutions stellen bedrijven in staat om software stacks te gebruiken die zich in de praktijk reeds hebben bewezen en die bovendien draaien op OCP Accepted- en OCP Inspired-hardware. “Hierdoor beschikken ook zij over geconvergeerde infrastructuuroplossingen. Deze managed oplossingen vormen een combinatie van softwareproducten die verschillende rack form factors ondersteunen. Alle OCP Integrated Solutions zijn beschikbaar compleet met support, inclusief productondersteuning van derden om een efficiënte, betrouwbare en schaalbare werkbelasting te garanderen.”

In de toekomst zal OCP zich richten op het mogelijk maken en promoten van oplossingen. “Ook zal OCP er aan werken om het aantal leveranciers van oplossingen te vergroten, alsmede leveranciers van onderhoud en ondersteuning voor deze oplossingen. Dit zeg maar ‘re-aggregation’ werk zal ook tot stand komen door samenwerking met organisaties zoals Open Networking Foundation (ONF), Telecom Infra Project (TIP), Open Network Users Group (ONUG) en andere organisaties.”

Geen compleet overzicht

Dit is geen volledige lijst met plannen en projecten, schrijft Carter tenslotte. Er zijn al tientallen andere mogelijkheden geïdentificeerd. Zo kunnen we meer activiteit en oproepen verwachten om samen te werken aan network optics, nieuwe benaderingen van systeem­initialisatie, servicemodellen voor cloud hardware, acties om de CO2-uitstoot te verminderen en meer, besluit Carter zijn blog over de OCP-roadmap.