ระบบปฏิบัติการลินุกซ์บนสถาปัตยกรรม IBM Power

PowerLinux คือการนำระบบปฏิบัติการลินุกซ์ (Linux) มาปรับใช้ให้ทำงานบนคอมพิวเตอร์ที่ใช้สถาปัตยกรรม PowerPC หรือ Power ISA ของบริษัท IBM โดยคำนี้มักถูกใช้เรียกแทนการรันลินุกซ์บนระบบ Power (Linux on Power) และยังเป็นชื่อเรียกของเซิร์ฟเวอร์ IBM Power Systems บางรุ่นที่ออกแบบมาเพื่อรองรับลินุกซ์โดยเฉพาะ

ความร่วมมือระหว่าง IBM และลินุกซ์

ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 IBM เริ่มให้ความสนใจในระบบปฏิบัติการลินุกซ์ และได้ประกาศสนับสนุนอย่างเป็นทางการในปี 2000 ต่อมาในปี 2001 IBM ได้ลงทุนเป็นจำนวนเงินถึง 1 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ เพื่อผลักดันการเคลื่อนไหวของลินุกซ์ โดยกำหนดให้เป็นระบบปฏิบัติการหลักสำหรับเซิร์ฟเวอร์และซอฟต์แวร์ของบริษัท ส่งผลให้ภายในหนึ่งทศวรรษ ลินุกซ์ได้กลายเป็นส่วนสำคัญในทุกภาคธุรกิจและทุกภูมิภาคที่ IBM ดำเนินการอยู่

ในปี 1999 IBM ได้ก่อตั้งศูนย์เทคโนโลยีลินุกซ์ (Linux Technology Center หรือ LTC) เพื่อรวบรวมนักพัฒนาซอฟต์แวร์ที่สนใจในลินุกซ์และซอฟต์แวร์โอเพนซอร์ส โดย LTC ได้ทำงานร่วมกับชุมชนลินุกซ์เพื่อให้ระบบปฏิบัติการสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดบนสถาปัตยกรรม PowerPC, x86 และ Cell Broadband Engine

การพัฒนาพอร์ต 64 บิต

ลินุกซ์เริ่มทำงานบนระบบ IBM POWER ได้ตั้งแต่ปี 2001 หลังจากทีมพัฒนาได้สร้างพอร์ตเคอร์เนลลินุกซ์แบบ 64 บิตขึ้นมาใหม่เพื่อให้รองรับโปรเซสเซอร์ PowerPC โดยระบบแรกที่รองรับเคอร์เนลลินุกซ์ 64 บิตอย่างเต็มรูปแบบคือ POWER5 ในปี 2004 ตามด้วย POWER6 ในปี 2007 และระบบที่ใช้ POWER7 ในปี 2010

เซิร์ฟเวอร์ตระกูล PowerLinux

ลินุกซ์ถูกพอร์ตมายังสถาปัตยกรรม POWER ครั้งแรกในเดือนมิถุนายน ปี 2000 และถูกนำไปใช้ในซูเปอร์คอมพิวเตอร์หลายเครื่อง เช่น MareNostrum (2004) และ Roadrunner (2008)

ในเดือนเมษายน ปี 2012 IBM ได้เปิดตัวระบบเซิร์ฟเวอร์ที่ใช้โปรเซสเซอร์ POWER7 ซึ่งออกแบบมาสำหรับลินุกซ์โดยเฉพาะ เพื่อรองรับการวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ (Big Data Analytics), แอปพลิเคชันทางอุตสาหกรรม และโครงสร้างพื้นฐานบริการโอเพนซอร์ส เช่น เว็บเซิร์ฟเวอร์ และอีเมล โดยเซิร์ฟเวอร์กลุ่มนี้จะไม่รองรับระบบปฏิบัติการ AIX หรือ IBM i ซึ่งเป็นระบบปฏิบัติการอื่นของ IBM สำหรับเครื่อง Power

รายละเอียดทางเทคนิคของรุ่นสำคัญ

• IBM PowerLinux 7R1 และ 7R2: เป็นเซิร์ฟเวอร์แบบ Rack-mount ขนาด 1 หรือ 2 ซ็อกเก็ต รองรับคอร์โปรเซสเซอร์ POWER7 จำนวน 8 หรือ 16 คอร์ มีหน่วยความจำสูงสุด 128 GB (สำหรับ 7R1) และ 256 GB (สำหรับ 7R2) รองรับระบบปฏิบัติการ Red Hat Enterprise Linux และ SUSE Linux Enterprise Server พร้อมติดตั้ง PowerVM ไฮเปอร์ไวเซอร์ในตัว
• IBM PowerLinux 7R4: ใช้โปรเซสเซอร์ POWER7+ ในแพ็กเกจขนาด 5U รองรับ 2 หรือ 4 ซ็อกเก็ต และมีคอร์สูงสุด 32 คอร์ รองรับหน่วยความจำสูงสุด 1 TB และใช้เทคโนโลยี Active Memory Sharing เพื่อปรับทรัพยากรตามความต้องการของเวิร์กโหลด
• IBM Flex System p24L: โหนดคำนวณแบบ 2 ซ็อกเก็ต สำหรับระบบ IBM PureFlex ประกอบด้วยคอร์ POWER7 จำนวน 12 หรือ 16 คอร์ และหน่วยความจำสูงสุด 256 GB

การเปรียบเทียบระหว่าง PowerLinux และ Linux/x86

ความแตกต่างหลักระหว่าง PowerLinux (บน POWER7) และเซิร์ฟเวอร์ที่ใช้โปรเซสเซอร์ Intel Xeon (สถาปัตยกรรม x86) คือจำนวนเธรดต่อคอร์ โดยโปรเซสเซอร์ POWER7 ให้บริการ 4 เธรดต่อคอร์ ในขณะที่ x86 โดยทั่วไปมี 2 เธรดต่อคอร์ นอกจากนี้ ระบบที่ใช้ PowerVM ยังสามารถทำให้อัตราการใช้งานทรัพยากร (Utilization) สูงถึง 60-80% ซึ่งสูงกว่าค่าเฉลี่ยของ x86 ที่มักอยู่ที่ประมาณ 40%

เทคโนโลยีการจำลองเสมือน PowerVM

ระบบ IBM Power มีความสามารถในการจำลองเสมือน (Virtualization) ที่พัฒนามาจากเทคโนโลยีเมนเฟรม โดยใช้ซอฟต์แวร์ที่เรียกว่า PowerVM ซึ่งมีคุณสมบัติเด่นดังนี้:

• Micro-partitioning: การแบ่งทรัพยากรเป็นส่วนย่อยๆ เพื่อความยืดหยุ่น
• Active Memory Sharing: การแบ่งปันหน่วยความจำระหว่างพาร์ทิชันแบบไดนามิก
• Live Partition Mobility: การย้ายพาร์ทิชันที่กำลังทำงานอยู่ไปยังเซิร์ฟเวอร์เครื่องอื่นโดยไม่ต้องหยุดการทำงาน
• Virtual I/O Server: การจัดการเครือข่ายและพื้นที่จัดเก็บข้อมูลเสมือน

ระบบที่รองรับ PowerLinux

นอกเหนือจากเซิร์ฟเวอร์ IBM Power Systems แล้ว ลินุกซ์บนสถาปัตยกรรม Power ยังสามารถทำงานบนอุปกรณ์อื่นๆ ได้ เช่น:

• AmigaOne และ AmigaOne X1000
• Cellblade server จาก Mercury Computer Systems
• เครื่อง PlayStation 3 (ผ่านการพอร์ตลินุกซ์)
• Genesi Pegasos, Sam440ep และ Sam460ex