Hana on Power

Die Hana-Entwicklung am Hasso-Plattner-Institut an der Universität Potsdam war abgestimmt mit Intel und fokussiert auf die x86-Architektur der Xeon-Prozessoren. Aber die Pow­er-Architektur von IBM erwies sich als das bessere Fundament.

Erst im Jahr 2014 gab man den Widerstand auf und erlaubte HoP – Hana on Power. Mit IBM-Manager Andreas Span sprach Peter M. Färbinger, Chefredakteur E-3 Magazin, über eine einmalige und erfolgreiche Odyssee in der SAP-Community.

Die In-memory-Computing-Datenbank Hana hat viele großartige Vorteile gegenüber klassischen SQL-Datenbanken – nicht weil SAP besser ist, sondern weil Professor Hasso Plattner den Mut zu einem Neuanfang hatte: Hana konnte ohne Altlasten und Kompatibilitätsvorgaben auf den Reißbrettern in Potsdam am Hasso-Plattner-Institut (HPI) und in Walldorf in der SAP-Zentrale entstehen.

In Potsdam forschten und programmierten die Studenten von Professor Plattner gemeinsam mit Alexander Zeier. Zur operativen Reife wurde Hana vom Mathematiker und Ex-SAP-Technikvorstand Vishal Sikka in Palo Alto, Kalifornien (USA), geführt.

Allen drei – Plattner, Zeier und Sikka – darf man unterstellen, dass sie nicht nur erstklassige Kenner der Intel-Prozessor-Architektur waren, sondern auch fest daran glaubten, nur dieser Allzweckprozessor sei am besten für ihre Hana-Datenbank geeignet – ein Irrtum, wie sich offiziell im Jahr 2014 herausstellte.

Power in Potsdam

Die Gerüchte gab es in der SAP-Community seit Ende 2012. Dass am HPI in Potsdam neben zahlreichen Intel-Xeon-Servern auch eine IBM-Power-Maschine steht und Vishal Sikka entsetzt darüber war, dass seine Datenbank auf der Power-Architektur deutlich schneller war als auf Intel Xeon.

Obwohl es sich hier bei Software und Hardware um technisch sehr komplexe Architekturen handelt, ist der Leistungs­unterschied zwischen Intel Xeon und IBM Pow­er schnell erklärt:

Beide Prozessor­architekturen sind für den Aufbau von Servern ausgelegt, aber Intel hat den Gesamtmarkt im Fokus und produziert somit einen Allzweckprozessor, während IBM das datengetriebene Enterprise als Hauptziel mit den Anwendungen Blockchain, künstliche Intelligenz, Industrie 4.0, ERP/CRM etc. anvisiert.

In einer Stellungnahme von IBM von Ende vergangenen Jahres heißt es, dass die neuen IBM-Power-Systems-Server mit einem ebenfalls neu designten Power9-Prozessor speziell für rechenintensive KI-Workloads entwickelt wurden.

Mit ihm können die Trainingszeiten im Bereich Deep Learning um das bis zu Vierfache beschleunigt werden. Damit ist es möglich, schnellere und präzisere KI-basierte Anwendungen zu bauen.

Einige zentrale Komponenten des neuen Prozessors wurden im deutschen IBM-Forschungs- und Entwicklungszentrum in Böblingen bei Stuttgart entwickelt. Dazu gehören beispielsweise eine PCI-Express-4.0-Schnittstelle, die bis zur doppelten Geschwindigkeit liefert wie ihre Vorgängerin sowie neue Hardwarefunktionen für die Un­terstützung sogenannter „High Precision 128 bit Floating-Point“-Operationen, die besonders für hochperformantes wissenschaftliches Rechnen wichtig sind.

Auch die Unterstützung von Blockchain-Anwendungen durch Power-Systeme und eine verbesserte Rechenleistung pro Watt konnten mithilfe der deutschen Experten realisiert werden.

Big Data mit Power

„Power8 und auch Power9 wurden jeweils neu und speziell für die Verarbeitung großer Datenmengen entwickelt, mit großer Memory-Bandbreite – Faktor vier größer als Intel x86, mehr Cache – Faktor fünf mehr Cache als x86 sowie hohe Performance – Faktor zwei pro Core im Benchmark, bis zu Faktor vier bei realen Kunden-Workloads, des weiteren höhere Flexibilität mit PowerVM, hohe Zuverlässigkeit durch Redundanz, insbesondere bei den Power-Enterprise-Servern“

bestätigt im E-3 Gespräch Andreas Klaus Span, Director und Business Unit Executive für SAP Hana on Power.

Allgemein sticht aber nach Meinung von Andreas Span das Argument, dass Intel x86 aus dem Commercial-Sektor mit dem Ansatz „good enough“ stammt, Power immer den Anforderungen der Enterprise-Welt gerecht sein musste und somit eine ganz andere Architektur entwickelt hat.

Interessant ist in diesem Zusammenhang die Meinung der IDC-Analysten und Marktforscher: „IDC ist stets der Überzeugung, dass Vielfalt in der IT und eine große Auswahl positive Faktoren sind.

Die Hardware-Umgebung für SAP Hana war in dieser Hinsicht bisher unzureichend. Zwar gab es eine Auswahl unter Anbietern, aber nicht im Hinblick auf Prozessor und Leistung, die Virtualisierungsstärke der Plattform oder die Art und Weise, in der Plattformen als Appliance vertrieben wurden.

Während Unternehmen, die die Zukunft ihrer Business Analytics bei SAP sehen, zunehmend mit Hana und S/4 vertraut werden, entstehen einige neue Bedenken. Die Verarbeitung von Analytics und Transaktionen auf einem System wie bei S/4 erfordert eine robuste Leistung zur Bewältigung großer Datenvolumina, kompromisslose Resilienz zum Schutz von In-memory-Verarbeitung, umfassende Flexibilität basierend auf Virtualisierung und hybrider Cloud sowie einer einfachen Handhabung.

Nicht jede für SAP Hana und S/4 aktuell verfügbare Hardware kann diese Anforderungen optimal erfüllen. Unternehmen, die Hardware-Optionen für Hana prüfen, sollten die Vorteile von Hana auf Power (HoP) berücksichtigen.

Sie haben auf IBM-Power-Systemen die Chance zur Konsolidierung und Vereinfachung bei gleichzeitiger Optimierung der Leistungszuwächse, die Hana und S/4 bieten können.“

Differenzierungsfaktor

Seit Ende 2015 ist Hana auf IBM Power Systems mit IBMs innovativer Power8-Architektur und -Prozessoren verfügbar – aktueller Stand: Power9. IDC ist der Überzeugung, dass Power-Systeme für Hana und S/4 einen überzeugenden Differenzierungsfaktor bedeuten.

Power wurde für sehr datenintensive Workloads wie Hana konzipiert und umfasst leistungsstarke integrierte Virtualisierung, die SAP-zertifiziert ist, sowie zahlreiche Merkmale zur Verbesserung der Zuverlässigkeit.

Andreas Span weiß genau, dass sich gemessen an der schwachen Virtualisierung, den steigenden Security-Fehlern und der Beschränkung und geringen Belastbarkeit der x86-Memory-DIMMs der TCA-Ansatz beim Einkauf immer weniger rechnet.

Span: „Dazu kommt das exponentielle Wachstum der Hana-Datenbanken und der Daten im Allgemeinen, welche geradezu nach einem flexibel anpassbaren TCO-Ansatz schreien. Gemessen daran ist Power nicht nur die höherwertige, stabilere Plattform, sondern auch die günstigere.“

Überlegungen bezogen auf IBM Power sind nicht für alle SAP-Bestandskunden dieselben. Kunden, die Hana aktuell auf einer Appliance mit Commodity-Architektur betreiben, müssen andere Aspekte berücksichtigen als Kunden, die SAP-Anwendungen mit einer herkömmlichen Datenbank auf Power betreiben. IDC betont in diesem Zusammenhang:

„All diesen Unternehmen ist jedoch gemeinsam, dass sie es mit IBM-Power-Systemen einfach haben, zu einer robusten Hana- oder S/4-Plattform, die signifikante Vorteile bietet, zu kommen. Zudem gibt es von vielen Seiten Unterstützung für die ersten Schritte auf diesem Weg.

Selbst wenn Power-Systeme einem Unternehmen nicht vertraut sind, gibt es keine Probleme im Hinblick auf die erforderlichen Qualifikationen, da die Plattform mit Linux läuft. Somit lässt sich die Plattform dank der auf OpenStack basierenden Virtualisierung auch unproblematisch in alle virtualisierten Rechenzen­tren integrieren.“

CIO, CEO oder CFO

Die Entscheidungswege kennt Andreas Span ganz genau:

„Eigentlich ist es immer weniger der CIO, sondern der CEO, CFO und andere Business Leaders, die das Sagen in dieser Angelegenheit haben. Es handelt sich fast immer um eine strategische Ausrichtung eines Unternehmens und seiner Zukunft in dem immer härter werdenden globalen Wettbewerb.

Und da bietet es sich an, auf eine nahtlos skalierbare, flexible Plattform mit Zukunftsgarantie zu setzen. In mittlerweile über 2000 Implementierungen gab es nicht ein einziges infra­strukturgeneriertes Problem bei Power. Der Anwender kann ruhig schlafen – seine Applikationen laufen zuverlässig und geschützt.“

Redundanz und Replikation

Die Flexibilität von Power-Systemen erlaubt die gleichzeitige Ausführung mehrerer Umgebungen. So kann ungenutzte Kapazität aus der produktiven Umgebung für die Entwicklung oder für Benutzerakzeptanztests verwendet werden.

Verglichen mit anderen Architekturen erzielen IBM-Power-Systeme größere Effizienz aus gemeinsam genutzten Ressourcen. IBM Power bietet die Ausfallsicherheit, die Hana-Kunden für kritische Workloads verlangen. Aufgrund von Features und Funktionen für Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Wartungsfreundlichkeit in der Power-Architektur sind diese Systeme ideal für Hana-Implementierungen geeignet.

Diese kombinierte Lösung unterstützt außerdem eine Vielzahl verschiedener Mechanismen, Tools und Verfahren für größere Ausfallsicherheit, darunter erstklassige Unterstützung für Redundanz und Replikation.

Für Hana gibt es zwei Prozessor-Plattformen: Intel Xeon und IBM Power.

„Intel stammt aus der Consumer Welt und ist immer gut mit geringeren Anforderungen zurechtgekommen. Power ist ein Hochleistungsprodukt der Enterprise-Welt mit ihren 7×24-Ansprüchen an Performance, Skalierbarkeit und Sicherheit“

erklärt Andreas Span im E-3 Interview.

„Wer also ein komplexes, großes Hana-Umfeld hat, kommt schier nicht an Power vorbei. Obendrein ist die Plattform für Speed und ,Data Crunching‘ optimiert worden und läuft selbst bei generös gerechnetem Core­-zu-Memory-Ratio und maximaler Belastung so gut wie nie über 20 Prozent Auslastung pro Instanz hinaus. Gekoppelt mit der kostenlos eingebauten und weitaus komplexeren Virtualisierung lässt sich nur schlecht ein Vergleich mit Intel rechnen.“

Es hängt wie immer von der Größe ab: „Es mag aber durchaus Bereiche geben, geprägt von kleinen Datenbanken und einer überschaubaren Anwendungsanzahl, wo sich Intel rechnet. Aber auch meist nur in dem neuerdings auch von SAP empfohlenen TDI-Ansatz – nicht als Appliance.

Power ist meist bei den größeren Servern teurer von einem TCA-Blickwinkel aus, geht aber bei einer TCO-Betrachtung klar in Führung“, meint Span ergänzend.

Appliance versus Power

Alles im Intel/Hana-Bereich obliegt einer Zertifizierung – das ist der Appliance-Ansatz. IBM-Manager Span betont demnach, dass bei der kleinsten Änderung – und sei es nur ein neues Power-Kabel – rezertifiziert werden muss.

„Die Power-Plattform hingegen ist ein für alle Mal zertifiziert! Nun zum Preis: Die kleinen Power-Server sind sogar preislich auf Intel-Niveau, während die großen bei einer TCO-Rechnung klar punkten.

Wir bieten kostenlos TCO-Studien an, die gerne zwei bis drei Wettbewerbsmodelle mit einbeziehen, und lassen dann den Kunden anhand der Resultate frei entscheiden. Fazit: Der Kunde kann ruhig anrufen – bei jeder Budgetlage.“

Wie schon mehrfach erwähnt ist die Pow­er-Architektur auf effizientes „Data Crunching“ im großen Stil hin angelegt worden. Somit ist Andreas Span überzeugt, dass es eine logische Entwicklung ist, Hana zusammen mit den wachsenden Datenmengen einzusetzen, die geballt verfügbar sind – One Single Source of Truth –, darüber hinaus aber auch das wachsende Zukunftsfeld von KI.

„Wie alles unterlag auch der Ursprungsgedanke von Hana den wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Gegebenheiten seiner Zeit. Wie rasant die Entwicklung allein in den etwa zehn Jahren seither verlaufen ist, braucht man ja wohl nicht zu betonen.

Heute empfiehlt SAP vorrangig die TDI-Architektur und Scale-up und wir sind, locker formuliert, ,die einzige Alternative zu Intel‘. Obendrein forschen und entwickeln wir zusammen seit knapp 40 Jahren und waren dem In-memory-Computing-Konzept nie wirklich fremd.“

Plattformzertifikat

Die gesamte Power-Plattform ist für Hana zertifiziert. „Once and for all!“, erklärt Andreas Span. „Das heißt, wir müssen nicht jeden Server einzeln zulassen und bei geringsten Änderungen neu absegnen lassen, wie das bei Appliances der Fall ist.

Wenn neue Releases auf den Markt kommen wie Power9, werden die schon in der Entwicklungsphase gemeinsam getestet, und wenn alles gut geht, wird der Dokumentationsstand der SAP zeitnahe hochgezogen – die berühmten SAP-Notes.

Für die 922- und 924-Server von Power9 ist das schon geschehen, die großen Server 950 und 980 können auch schon für Test und Development genutzt werden und wir erwarten die Dokumentation und somit Freigabe für die Produktion im laufenden Monat.“

SAP hat sich ja selbst das Ziel gesetzt, bis 2025 mit der Hana-Datenbank, aber vor allem als Plattform jeden und alles konvertiert zu haben.

„Dazu brauchen sie auch einen Partner, der ihnen eine vergleichbare Zukunftsperspektive bietet“

meint IBM-Manager Span im E-3 Gespräch.

„Diesen Partner haben sie mit uns. Abgesehen davon war der Code für Hana on Power und Intel schon immer fast identisch – über 97 Prozent. Mittlerweile gibt es nur eine Entwicklungslinie für beide Plattformen, der Code ist identisch und die Re­lease-Zeiten sind simultan.“

In der erwähnten IDC-Studie wird somit auch ganz richtig angemerkt:

„Der Wechsel zu einer SAP-Hana-In-memory-Plattform ist unkomplizierter geworden, als dies noch vor einigen Jahren der Fall war.

Viele Unternehmen haben den ersten Schritt mit einer Migration zu SAP Business Warehouse auf Hana bereits getan. BW ist ein guter Ausgangspunkt für eine SAP-Hana-In-memory-Database: Die unmittelbaren Leistungsverbesserungen bieten eine hohe Kapitalrendite (ROI).

Zudem wird BW nicht als ,unternehmenskritische‘ Anwendung eingestuft, was die Situation unkomplizierter macht. Etwa ein Viertel der 40.000 SAP-Kunden weltweit hat bereits BW auf Hana bezogen und bei der Mehrheit läuft dies live und in Produktion.

Die meisten dieser SAP-Hana-Kunden betreiben Hana als Appliance basierend auf Commodity-Architektur, da dies damals die einzige Option war. Bei vielen dieser frühen Kunden ist nun eine technologische Erneuerung fällig.“

Dennoch gibt es noch immer Zehntausende SAP-Bestandskunden, die den Umstieg auf Hana noch nicht vorgenommen haben. Diese Unternehmen haben nun deutlich mehr Optionen zur Auswahl. Neben den vielen Appliances auf Commodity-Architektur können sie sich nun für den Betrieb der Hana-Datenbankversionen und der neun S/4- und BW-Anwendungen auf IBM-Power-Systemen entscheiden.

Intel ist mit seinen Prozessoren im Massenmarkt tätig: Hohe Stückzahlen garantieren einen Skalierungseffekt. Wie lange wird sich IBM eine eigene Prozessorenentwicklung und Fertigung leisten können und wollen?

„Solange es Kunden gibt, die auf Enterprise-Qualität angewiesen sind – und davon gibt es mehr als genügend“

sagt Andreas Span über die aktuelle Marktsituation.

„Eines unserer Top-Unterscheidungsmerkmale ist das Versprechen der Kontinuität. Wir haben uns die Entwicklung von Power9 drei Milliarden kosten lassen und sind schon eifrig am Basteln, was Power10 anbetrifft.

Power11 ist auf dem Reißbrett. Außerdem werden die Anwendungen und Anforderungen immer komplexer – nicht nur im Hana-Umfeld –, und denen ist mit Commercial-Type-Chips nicht gedient.“

Und bedrohen Cloud-Anbieter wie AWS, Google und Microsoft die On-premise-Welt von HoP? „Eine Weile schien es so“, meint der IBM-Manager. „Heute sind selbst Analysten wie IDC wieder der Meinung, Cloud sei mit Vorsicht in begrenzten Bereichen, die sich dafür anbieten, zu genießen. Sicherheits-, legale und preisliche Gründe sprechen klar für einen Erhalt der Mission-Critical-Daten on-premise. Hybride Umgebungen sind wohl der sinnvollere Ansatz.“

Gibt es für den SAP-Bestandskunden hinsichtlich Implementierung und operativen Betriebs signifikante Unterschiede zwischen HoP und dem Intel-Äquivalent? Andreas Span:

„Ja, da gibt es einige. Erstens ist die ganze Power-Steuerung schlanker und kompakter und zweitens vereinfacht der Konsolidierungsfaktor das Management erheblich. Ansonsten ist Linux gleich Linux auf beiden Plattformen. Und im Großen und Ganzen reduziert die Stabilität des Power-Systems auch den Implementierungs- und Wartungsaufwand.“

IT für Unternehmen

Ein Fazit der Analysten von QuinStreet zeigt deutlich den Wettbewerbsvorteil:

„Die Implementierung von Hana auf IBM-Power-Systemen entspricht der Philosophie, dass die IT für das Unternehmen transparent sein sollte.

Das bedeutet: Technologie sollte Unternehmen unterstützen und nicht von ihnen verlangen, sich nach den Anforderungen der IT zu richten. Die Power-Architektur ist in dieser Hinsicht sehr gut geeignet.

Denn ihre Flexibilität, Ausfallsicherheit und Leistung geben Kunden die Möglichkeit, sich an Änderungen anzupassen, wenn es nötig ist – ohne erhebliche Unterbrechungen.

IBM-Power-Systeme bilden eine exzellente Grundlage für die Hana-Umgebung, da sie Unternehmen die digitale Transformation ermöglichen. Die Systeme, die diese Transformation vorantreiben, konsolidieren Anwendungen und Services aus dem gesamten Unternehmen und erleichtern die Entwicklung neuer Anwendungen und Services.

Darüber hinaus können vorhandene Server und Speicherressourcen, die zuvor für traditionelle SAP-Workloads genutzt wurden, in der neuen Hana-Umgebung zu anderen Zwecken eingesetzt werden.

Das alles ist kritisch für die Unternehmen, die darauf angewiesen sind. Es setzt voraus, dass Hana auf Systemen implementiert wird, die sich durch höchste Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Wartungsfreundlichkeit auszeichnen.

IBM gilt in der Branche als hervorragender Anbieter von geschäftskritischen IT-Systemen. IBM-Pow­er-Systeme bleiben auf Jahre hinaus sowohl bei On-premise- als auch cloudbasierten Implementierungen die Plattform erster Wahl für die Transformation und Weiterentwicklung von Unternehmen, die SAP Hana nutzen.“

IDC sieht die Marktsituation in einem Bericht ähnlich: „IBM ist dabei, sich als Hana- und S/4-Experte zu positionieren, der das komplette Paket anbieten kann – von der Festlegung der Strategie und funktionaler Spezifikation über IBM Global Business Services (GBS) bis zur Umsetzung und Bereitstellung von Power-basierter Hardware on-premise und als hybride Cloud.

Bereits im April 2016 kündigten IBM und SAP eine Partnerschaft für die digitale Transformation an, um gemeinsam innovative Lösungen rund um kognitive Erweiterungen, Anwendererfahrungen und branchenspezifische Funktionen mit Hana und S/4 zu schaffen.

Es gibt mehrere Gründe, die IBM-Power-Systeme zu einer hervorragenden Plattform für Hana machen, wobei eine herausragende Flexibilität, Resilienz und Leistung der Plattform im Mittelpunkt stehen.“

Hana und Power

Abschließend bleibt die Frage: Wie weit ist aus IBM-Sicht der Erfolg von Hana von einer adäquaten Hardware-Basis abhängig? „Grundlegend“, ist die sofortige Antwort von Andreas Span.

„Die Basis bestimmt einfach den Erfolg oder Misserfolg der Anwendungsebene – stellen Sie sich nur mal ein Szenario aus dem Retail-Markt vor: Ein global agierendes Unternehmen hat einen Shut-down von einigen Tagen im Delivery- Prozess.“