Labaserver

Labaserver on vähendatud osade arvuga server, millega saab tõhustada ruumi- ja energiakasutust. Kui tavaline server vajab töötamiseks toite- ja võrgukaablit, siis labaserverist on ruumi ja energia säästmiseks mitmed komponendid ära võetud. Alles on jäetud kõik arvutile omased osad. Labaserverid paigutatakse korpusesse, mis varustab neid toite, jahutuse ja võrguühendusega ning võimaldab luua serveritevahelisi ühendusi ja neid hallata. Üks korpus mahutab mitu masinat. Kokku moodustavad korpus ja masinad "blade"-süsteemi.
Standardses serveririiulis määrab 1U (üks kinnituskoht, laius 48 cm ja kõrgus 4,45 cm) minimaalse võimaliku masina suuruse. Peamine põhjus "blade"-süsteemide kasutuseks on selle piirangu puudumine. Kõige tavalisem serveririiul on 42U kõrge, mis seab eraldiseisvate arvutite arvuks maksimaalselt 42. "Blade"-süsteemidel ei ole seda piirangut – 2009. aasta seisuga on võimalik ühte riiulisse panna kuni 128 eraldiseisvat serverit.
Labaserveri korpus.
Korpus (või raam) sooritab mittearvutuslikke ülesandeid, mis on leitavad tänapäeva arvutites.
Tavalised süsteemid kasutavad kobakaid, kuumi ja halva ruumikasutusega komponente, mis korduvad süsteemis erinevate serverite peal ja ei pruugi töötada täisvõimsusel. Kui paigutada nende ülesannete jaoks vajalikud komponendid ühte kohta ja jagada mitmete serverite vahel, muutub nende kasutamine üldiselt efektiivsemaks. Eri tootjate süsteemide ülesehitus on erinev.
Toide.
Arvutid töötavad alalisvoolul, vooluvõrgust tuleb aga vahelduvvool ja seda kõrgema pingega, kui masinatel vaja on. Elektri kasutuskõlblikuks muutmiseks on vaja ühte või rohkemat toiteplokki. Et kindlustada serveri töö toiteploki rikke korral, on ka kõige odavamatel serveritel varutoiteplokid, mis omakorda lisavad suurust ja soojuse eraldumist.
"Blade"-süsteemi toide jagab voolu kõigile korpuses olevatele serveritele. See toiteallikas (toiteallikad) võib asetseda korpuses või olla eraldiseiva toiteplokina, mis jagab voolu mitmele korpusele. Selline lahendus vähendab vajaminevate toiteplokkide arvu ja tagab piisava varuga toite.
Jahutus.
Töö käigus eraldub elektrilistelt ja mehaanilistelt komponentitelt soojust, millest süsteem peab vabanema, et hoida masinat töökorras. Enamik "blade"-süsteeme kasutab soojuse ärajuhtimiseks ventilaatoreid.
Sagedasti alahinnatud probleem võimsa süsteemi koostamisel on tasakaalu tagamine eralduva soojuse ja seda ärajuhtivate ventilaatorite võimsuse vahel. "Blade"-süsteemi jagatud toide ja jahutus tähendavad seda, et eraldub palju vähem soojusenergiat kui tavalisel serveril. Uuemad "blade"-süsteemid kasutavad muutuva kiirusega ventilaatoreid või isegi vesijahutust ja intelligentseid kontrollsüsteeme, mis kohandavad jahutuse masina hetkenõuetele vastavaks.
Samas tähendab labaserverite suurem paigutustihedus ka suuremat vajadust jahutuse järele, seda eriti, kui serveririiulist on üle poole masinatega täidetud. See kehtib eriti esimese põlvkonna labaserverite kohta. Tervenisti täidetud "blade"-riiuli süsteem vajab rohkem jahutust kui tavaline 1U-tüüpi riiul. Seda sellepärast, et "blade"-riiul mahutab kuni 128 arvutit, samas mõõdus 1U-riiul aga 42 arvutit.
Võrk.
Arvutitootjad varustavad üha enam tooteid kiirete integreeritud võrguliidestega. Enamik neist on laiendatavad, et kasutada kiiremaid ja paindlikumaid ühendusviise, mis on võimelised töötama erinevatel juhtmetüüpidel (vasktraat, valguskaabel). Need lahendused nõuavad labaserveri hoolikamat disaini ja koostamist, võtavad ruumi ja muudavad kogu süsteemi keerukamaks. Seetõttu eelistatakse teistsuguseid lahendusi.
"Blade"-korpus pakub ühte või enamat võrguühenduse lahendust kuhu blade-server kinnitub ja pordid nende ühendamiseks asuvad tavaliselt ühes kohas või vähendab nende arvu, tuues sellega alla seadmete võrku ühendamise kulu. Pordid võivad asetseda kas korpustel või spetsiaalsetel võrgu-"blade"'idel.
"Blade"-korpustel võivad olla kahte tüüpi võrguühenduse moodulid: kommutaator-tüüpi ja "pass-through" ("blade" on ühendatud otse välise võrgu külge).
Andmesalvestus.
Kui arvutid kasutavad tavaliselt kõvakettaid operatsioonisüsteemi, programmide ja andmete salvestamiseks, ei ole salvestuspinda tegelikult masina sees vaja. Mitmed ühendused (näiteks FireWire, SATA, E-SATA, SCSI, SAS DAS, FC ja iSCSI) salvestusmeedia jaoks on viidud serveri välisküljele, kuigi neid kõiki ei kasutata suurfirmadesse paigutatavatel süsteemidel. Nende ühenduste kasutuselevõtt arvutis esitab samasugused väljakutsed kui võrguühenduste loomisel ja samamoodi saab ka need ühendused eemaldada labaserveri küljest ja paigutada korpuse külge või kasutada selleks olemasolevate ühendustega labaserverit.
Võimalus käivitada serveri operatsioonisüsteem võrgukettalt lubab luua täiesti kettavaba labaserveri, selle näiteks on Intel Modular Server System. Selline lahendus võimaldab emaplaadile paigaldada rohkem mälumooduleid ja protsessoreid.
Teised "blade"-masinad.
Kuna "blade"-korpused pakuvad standardset lahendust, kuidas vajaminevaid ressursse arvutini viia, saavad ka teist tüüpi "blade"-masinad seda korpust kasutada. Nendeks võivad olla kommutaatorid (switch), ruuterid, võrgukettad ja optilise kaabli ühenduskohad. Sealt saab nende pakutavaid teenuseid jagada kõigi ühendatud masinate vahel.
Kasutusalad.
Labaserverid sobivad hästi spetsiifiliste ülesannete jaoks nagu näiteks veebiserveri haldamine, virtualiseerimine ja klasterarvutus. Labaserverid on tavaliselt käigultvahetatavad ("hot-swappable").
Kuigi serveritehnoloogia lubab vähemalt teoorias, et erinevate tootjate komponendid sobivad kokku, kogevad kasutajad praeguse seisuga siiski vähem probleeme kasutades ühe tootja servereid, korpusi, riiuleid ja haldustööriistu.
Tehnoloogia standardiseerimine pakuks tarbijatele rohkem võimalusi, kuna 2009. aastast on üha enam kolmanda osapoole tarkvaratootjaid sisenenud sellele kasvavale turule.
Ajalugu.
Arendajad paigutasid mikroprotsessoreid trükkplaatidele ja paigutasid neid standardsetesse 19-tollistesse raamidesse üsna varsti pärast 8-bitiste mikroprotsessorite leiutamist 1970. aastatel. Selline arhitektuur oli kasutuses tööstuses alternatiivina miniarvutitele. Varajased mudelid hoidsid programme EPROM-mälus ja olid piiratud tegema korraga ainult ühte funktsiooni.
VMEbus arhitektuur (ca. 1981) defineeris arvuti olemuse, mis koosnes raami paigutatud trükkplaadist, mis oli laiendatav teiste plaatidega, et lisada arvutile mälu, I/O või lisavõimsust. PCI Industrial Computer Manufacturers Group (PICMG) arendas välja "blade"-struktuuri tol ajal esilekerkivale PCI siinile, mille nimeks sai CompactPCI. Tavaline nähtus nende raamipõhiste arvutite puhul oli see, et terve raam moodustas ühe süsteemi. Kuigi raam võis sisaldada mitut arvutustööga tegelevat elementi, et tagada soovitud võimsus, oli ainult üks kontroller, mis juhtis kogu süsteemi.
PICMG laiendas CompactPCI spetsifikatsiooni Etherneti ühenduse loomise võimalusega ühte raami kuuluvate plaatide vahel. PICMG 2.16 CompactPCI Packet Switching Backplane spetsifikatsioon võeti kasutusele 2001. aastal. See lõi esimese avatud arhitektuuriga võimaluse mitmele serverile sobiva raami loomiseks. PICMG tõi seejärel välja suurema ja võimalusterohkema AdvancedTCA spetsifikatsiooni, võttes sihtgrupiks eelkõige telekommunikatsioonifirmad, kellel oli vaja suurt arvutusvõimsust ja pikka toote eluiga. Kuigi AdvancedTCA komponendid maksavad tavaliselt rohkem kui "blade"-serverid, kinnitavad AdvancedTCA pakkujad, et madalad kasutuskulud teevad sellest süsteemist hea alternatiivi.
Esimese kasutajatele mõeldud labaserveri arhitektuuri leiutajateks on Christopher Hipp ja David Kirkeby ja nende patent US 6411506 anti Houstonis asetsevale RLX Technologies'le. Firma koosnes peamiselt endistest Compaq Computer Corp töötajatest, sealhulgas Hipp ja Kirkeby. RLX müüs esimese labaserveri 2001. aastal ja 2005. aastal osteti firma HP poolt ära.
Veebruaris 2006 rajati Blade.org, et suurendada "blade"-lahenduste kättesaadavust ja kiirendada nende turuletoomist. Tegu on koostööl põhineva organisatsiooni ja arendajate ühinguga.
Nimetus "blade-server" tuli kasutusele, kui otse plaadile paigutati protsessor, mälu, I/O ja salvestusmeedia. See võimaldas tootjatel paigutada terve server ühele plaadile/"blade"'ile. Need suutsid iseseisvalt töötada ühes raamistikus, tehes mitme eraldiseisva serveri tööd efektiivsemalt. Lisaks kõige märgatavamale eelisele (ruumikasutus), on ka teised kasulikud omadused esile tulnud. Nendeks on energiatarve, jahutus, haldus, võrguühenduste loomine.
Uuringufirma IDC andmetel on suurimad tootjad "blade"-serverite turul HP, IBM ja Dell. Teised "blade"-lahendusi pakkuvad firmad on AVADirect, Sun, Egenera, Supermicro, Hitachi, Fujitsu-Siemens, Rackable (Hybrid Blade), Verari Systems ja Intel.
Turuosa ja mudelid.
Kuigi mitmed iseseisvad spetsialiseerunud arvutitootjad nagu Supermicro pakuvad "blade"-lahendusi, kuulub enamus turuosast siiski suurtele IT firmadele nagu näiteks HP, millele 2010. aasta alguse seisuga kuulub 52,4% turuosast.
IBM on teisel kohal 35,1%. 
Teised põhikonkurendid on Sun Microsystems, Dell ja Cisco.
HP praegune tootevalik koosneb kahest korpusemudelist: c3000, kuhu mahub 8 poolkõrget ProLiant labaserverit, ja c7000, mis mahutab 16 serverit. Delli viimane korpusemudel M1000e mahutab kuni 16 poolkõrget PowerEdge "blade"-serverit.