Die ideale Plattform für das Echtzeit-Unternehmen, Teil 1HANA auf x86- oder Power-Architektur?

4. Dezember 2018

Zwei Hardware-Schienen stehen für den Einsatz von SAP HANA-basierten Umgebungen bereit: Intels x86- und IBM Power-Architektur. Mit Hilfe des „SAP Tailored Data Center Integration“-Modells (TDI) können sich Unternehmen die passende IT-Infrastruktur für ihre SAP HANA-Umgebung heraussuchen. Dabei besteht für die Serverauswahl auch die Option, diese Selektion auf der Grundlage eines SAP Sizings und eines darauf basierenden IBM Hardware-Mappings vorzunehmen.

Mit SAP HANA steht eine digitale Plattform zu Verfügung, die alles in einem einzigen System kombinieren kann. Dazu zählen nicht nur Transaktionen über das Internet der Dinge, sondern auch Berichte oder Big-Data-Analysen. Eine einheitliche Sicht auf die relevanten Informationen – so lautete ein Entwicklungsziel dieser Plattform. Für die Anwender hat das positive Auswirkungen: Spezielle Anforderungen lassen sich schnell definieren und umgehend erfüllen. Das sind genau die Aspekte, mit denen ein „Echtzeit-Unternehmen“ gegenüber dem Wettbewerb heutzutage punkten kann: Mehr Flexibilität und eine höhere Agilität, um beim zunehmenden Tempo des Wandels im Markt mitzuhalten.

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Wer nun glaubt, eine SAP HANA-basierte Lösung ist genauso gut wie eine andere, der sollte zumindest die notwendige Hardware-Infrastruktur unter die Lupe nehmen. Der Anteil der Hardwareanschaffungskosten an einer kompletten HANA- oder gar S/4 HANA-Implementierung ist zwar nicht ausschlaggebend, doch betrachtet über die Laufzeit der Systeme und unter Einrechnung der nötigen Wartungskosten kommt doch ein hoher Kostenblock zusammen. Bei der Auswahl der Betriebssystem-Plattform ist die Wahl ziemlich eingeschränkt: Linux ist gefragt. Doch es stellt sich die Wahl zwischen einer X86-gestützten Linux-Variante oder ob PowerLinux zum Einsatz kommt, das auf den Prozessoren der Power-Architektur seine Vorteile ausspielen kann

Technologie-Partnerschaft bei SAP HANA

Um Anwender bei der schnelleren digitalen Transformation mit SAP HANA zu unterstützen, sind SAP und IBM eine Partnerschaft eingegangen. Die Power-Systeme von IBM wurden entwickelt, um im Rahmen des „SAP Tailored Data Center Integration“-Modells (TDI-Modells) Server für SAP HANA-basierte SAP-Anwendungen, wie z. B. SAP S/4HANA, bereitzustellen. Die Serverauswahl erfolgt dabei auf der Grundlage eines SAP Sizings und eines darauf basierenden IBM Hardware-Mappings.

Der TDI-Ansatz erweist sich dadurch als recht flexibel, denn er ermöglicht auch die Nutzung bestehender IT-Umgebungen einschließlich Storage und Netzwerk, sofern alle Komponenten (Server, Storage, Netzwerk) von SAP für HANA zertifiziert sind. IBMs Power-Systeme bieten die Möglichkeit, sowohl SAP HANA-Scale-up-Systeme für transaktionale SAP Business Suite Workloads und SAP Business Warehouse Workloads, als auch horizontal verteilte Topologien (Scale-out) für Workloads vom Typ SAP Business Warehouse und S/4HANA zu betreiben.

IT-Infrastruktur entscheidet über den Erfolg

Die Wahl der IT-Infrastruktur ist eine kritische Entscheidung und nur die richtige Wahl führt ein Unternehmen zum Erfolg. Vor diesem Hintergrund spricht sehr vieles für die Power-Architektur: Denn ihre Flexibilität, Ausfallsicherheit und Leistung geben einem die Möglichkeit, sich Änderungen schnell und einfach anzupassen. Wenn es nötig ist – und dies dank der IBM PowerVM-Virtualisierung – sogar meist ohne Unterbrechungen des Produktivbetriebs.

Hierfür ist IBM sogar von SAP mit dem „SAP Global Partner of the Year 2018 Award“ in der Kategorie „Infrastructure“ ausgezeichnet worden. Die Nutzung der IBM Power Systeme überzeugt und ist sozusagen ein „unfairer Vorteil” gegenüber Ihren Mitbewerbern im positiven Sinne.

Ein Beispiel für einen gelungenen SAP HANA-Einsatz liefert die Würth-Gruppe. Sie konnte durch die Implementierung von SAP HANA in eine Scale-up-Architektur auf der Basis von IBMs Power-Systemen zwei separate Umgebungen auf eine einzige Infrastruktur konsolidieren und damit gleichzeitig den Betrieb und die Managementprozesse standardisieren. „Wir haben die Anzahl der physikalischen Server und produktiven SAP HANA-Instanzen von sieben auf eins minimiert und dadurch unseren Stromverbrauch und die Betriebskosten gesenkt“, berichtet Jörg Engel, Teamleiter IT bei der Würth Group. „Durch deutlich weniger Komponenten und Systeme reduzierte sich nebenbei das Risiko von Fehlern, die die Performance und die Verfügbarkeit beeinflussen können.“

„Das Managen eines Scale-out-Clusters ist sowohl komplex, als auch zeitaufwendig“, fügt Karsten Hespelt hinzu. Er ist bei der Würth-Gruppe für die Bereiche Linux/Unix & SAP HANA zuständig. „Durch den Betrieb von SAP HANA auf IBMs Power-Systemen hat sich unsere Systemadministration vereinfacht. Dadurch ist es möglich, beispielsweise ein Upgrade unseres vollen Solution Stacks einschließlich Firmware, Betriebssystem und SAP HANA in drei Tagen statt in sieben Tagen durchzuführen. Das ist eine Zeitersparnis von 43 Prozent.“
Auf dem Weg in die Zukunft

Bereits im August 2015 wurde die erste SAP HANA-Version auf der IBM Power-Plattform angekündigt. Von Anfang an verzichteten IBM und SAP auf einen Appliance-Ansatz. Hohe Konfigurationsflexibilität, einfache Integration und nahtloser Betrieb standen von Anfang an im Vordergrund. Im Ramen des TDI5-Ansatz (TDI5 steht für TDI Phase 5) verfolgt IBM gemeinsam mit SAP eine Kapazitätsplanung, weg von einer festen Core-to-Memory-Ratio, hin zu einem flexiblen SAPS-Sizing.

Das ermöglicht in erster Linie Anwendern von Power-basierten Infrastrukturen eine Kosteneinsparung, da wesentlich weniger CPU-Ressourcen SAP HANA zugewiesen werden müssen. Auch kann die Gesamtrechenleistung flexibler mit anderen Workloads aufgeteilt werden. Außerdem können SAP HANA-Systeme entsprechend der tatsächlichen Auslastung der CPUs mit insgesamt weniger CPU-Ressourcen ausgestattet werden. Eine genaue Darstellung der Vorteile findet sich im White Paper 5 „SAP HANA TDI Phase 5“.

Die ersten Anwender von SAP HANA on POWER hatten zumeist schon mehrere Jahre Erfahrung mit x86-HANA-Appliances. So war es am Anfang sehr einfach, einen Vergleich zwischen beiden Infrastruktur-Alternativen zu ziehen. Nicht nur die Leistungsfähigkeit, sondern vor allem die Robustheit der Lösung auf POWER hat etwa zwei Drittel der heutigen IBM-basierten SAP-HANA-Anwender überzeugt. Diese wechselten von x86-Appliances zu IBMs Power-Systemen.

Am 7. August 2018 kündigte IBM Enterprise Systeme basierend auf der POWER9-Technologie an und setzte damit neue Maßstäbe hinsichtlich Performance, Zuverlässigkeit, Flexibilität und Energieeffizienz. Wenn es darum geht, SAP HANA-Datenbanken zu unterstützen, ist die Verwaltung großer Datenmengen im Hauptspeicher nur ein Teil der Gleichung: Die SAP HANA-Leistungsfähigkeit hängt zudem stark davon ab, wie schnell die einzelnen Prozessoren auf diese Daten zugreifen können. Die Prozessoren der POWER9-basierten Systeme bieten eine deutlich höhere Speicherbandbreite pro Sockel als Intel-basierte Systeme, was ein immenser Vorteil bei der Nutzung einer In-Memory-Datenbank wie SAP HANA ist.

Mit diesen Vorteilen der POWER9-Architektur können Unternehmen Transaktionen und Abfragen mit konstant niedrigen Ladezeiten selbst unter sehr hoher Last verarbeiten. Ein höherer Durchsatz pro Kern ermöglicht es Unternehmen, die SAP HANA-Leistungsanforderungen mit einer reduzierten Anzahl von Prozessorkernen zu erfüllen. Aber auch die I/O-Leistung, die z. B. beim Schreiben von Protokolldateien (die Logfiles, in denen die Transaktionen mitgeschrieben werden) entscheidend ist und bei der Datenpersistenz sowie beim Starten der SAP HANA-Datenbank benötigt wird, ist bei IBMs Power-basierten Systemen höher als bei Intel-basierten Systemen.

Konsolidierung der Umgebung spart Kosten

IBMs Power-Server ermöglichen Anwendern eine vollständige Landschaftskonsolidierung von SAP-Instanzen: Produktions-, Nicht-Produktions-, App-Systeme sowie andere, nicht-SAP Workloads, können auf nur einem Server betrieben werden. Darüber hinaus können IBM Power-Server und Speicherressourcen, die für traditionelle SAP Workloads genutzt werden, später in einer SAP HANA-Umgebung weiter genutzt werden.
Unternehmen können gemischte Workloads neben produktiven SAP HANA-Instanzen in einem gemeinsamen Prozessor-Pool ausführen. In den „Shared Processor Pools“ teilen sich Workloads die darin verfügbaren Prozessorzyklen und ermöglichen eine flexible Nutzung und automatische Verteilung der Ressourcen nach dem jeweiligen Bedarf.

Ein konsolidierter Betrieb von Nicht-SAP Anwendungen, von klassischen SAP Anwendungen auf relationalen Datenbanken in Kombination mit SAP HANA-basierten SAP-Anwendungen auf den gleichen und wenigen Servern verhindert die Bildung von isolierten Umgebungen, vereinfacht den Betrieb, erhöht die Leistung durch Vermeidung von Server-zu-Server-Kommunikation und verbessert die Total Cost of Ownership.

Virtualisierung ohne „Verschnitt“

SAP HANA-Instanzen laufen auf IBM Power Systemen mittels PowerVM voll virtualisiert. Für jede Instanz können die Hardwareressourcen wie Memory und Cores unabhängig voneinander konfiguriert werden. Die Rechenleistung der Cores kann dabei sogar gemeinsam in einem Dedicated-Donating- oder Shared-Mode genutzt werden. Damit steht ein deutlich flexibleres Betriebskonzept als bei x86-Appliances zur Verfügung, denn mit VMware produktiven SAP HANA-Instanzen können Ressourcen maximal auf Half-Socket- bzw. Full-Socket-Basis fix zugeordnet werden. Bei IBM Power wird ein derartiger „Verschnitt“ vermieden und die kompletten Hardwareressourcen können je nach Bedarf den SAP HANA-Instanzen oder anderen Partitionen und Workloads flexibel zugeordnet und genutzt werden.

Mit PowerVM können jeder virtuellen Maschine (LPAR) Memory- bzw. Core-Ressourcen ohne Neustart hinzugefügt oder reduziert werden. Da diese Änderungen die SAP HANA-Datenbank momentan noch nicht sofort erkennt, ist hierfür zurzeit noch ein Stoppen und Starten der SAP HANA-Datenbank notwendig. Seitens SAP und IBM wird intensiv daran gearbeitet, diese Kapazitätsänderung zukünftig ohne Neustart der SAP HANA-Datenbank durchführen zu können.

Derzeit werden bis zu acht produktive SAP HANA-Instanzen auf einem Power-System von IBM mit deutlich weniger Speicher- und Nutzungsbeschränkungen als unter x86-VMware unterstützt. IBMs Power-Systeme wurden von SAP mit voll virtualisierter Infrastruktur für deutlich größere Single-Instanzen als für x86 zertifiziert. Neben den neuen Produkten rund um SAP HANA können die Power-Systeme mittels des bereits integrierten PowerVM gleichzeitig auch klassische SAP und auch Nicht-SAP-Anwendungen hosten, sodass auch ihre vorhandenen Prozesse Hochverfügbarkeit, Desaster-Recovery- und Backup-Szenarien weiterhin nutzen können.

Unternehmen, die bei ihrer SAP HANA-Implementierung mit IBM zusammenarbeiten, profitieren von einer langjährigen SAP Erfahrung sowie einem zentralen Ansprechpartner und End-to-End-Support für alle SAP Implementierungen. Zusätzlich zu den Hardware- und Softwareangeboten verfügt IBM über eine SAP Beratungs- und Servicepraxis, die Kunden eine Vielzahl von Dienstleistungen bietet. Dazu gehören zum Beispiel Beratung, Bewertung, Benchmarking, Proof of Concept und Expressbereitstellung von SAP Anwendungen, was die Einführung und/oder Konversion von SAP Business-Suite-Anwendungen nach SAP S/4HANA wesentlich erleichtert. Speziell hierfür bietet IBM Services ein SAP S/4HANA-Assessment und weitergehende Migrationsservices an.

Rainer Huttenloher

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