Системата ще намали разходите за енергия наполовина.
/ снимка CC BY-SA
Защо се нуждаем от нова архитектура?
До 2030 г. електронните устройства ще консумират 40% от цялата енергия, генерирана на планетата. Приблизително 20% от този обем ще дойде от ИТ сектора и центровете за данни. от Според европейски анализатори центровете за данни вече „отнемат“ 1,4% от цялата електроенергия. Очаква се това .
SSD паметта консумира значителна част от електроенергията. В периода от 2012 до 2017 г. делът на твърдотелните дискове в центровете за данни . Въпреки че SSD консумират една трета по-малко енергия () отколкото HDD, сметките за електроенергия остават големи в мащаба на центровете за данни.
За да намалят консумацията на енергия от SSD устройствата в центъра за данни, инженерите от MIT разработиха нова архитектура за съхранение на SSD. Нарича се LightStore и ви позволява да свързвате устройства директно към мрежа от център за данни, заобикаляйки сървърите за съхранение. от автори, системата ще намали разходите за енергия наполовина.
Как работи
LightStore е флаш хранилище на ключ-стойност, което картографира потребителски заявки към устройства като ключове. След това те се изпращат до сървъра, който освобождава данните, свързани с този ключ.
Система вграден енергоефективен процесор, DRAM и NAND памет. Управлява се от контролер и специален софтуер. Контролерът отговаря за работата с NAND масиви, а софтуерът отговаря за обработката на KV заявки и съхраняването на двойки ключове. Софтуерната архитектура е изградена на базата , който се използва в много съвременни СУБД.
Архитектурната диаграма може да бъде представена по следния начин:
Диаграмата показва основните компоненти на LightStore. Клъстер от възли работи с двойки ключ-стойност. Сървърите на приложения са свързани към системата с помощта на адаптери. Те конвертират клиентски заявки (като fread() от POSIX API) в KV заявки. Архитектурата има и отделни адаптери за , блокови (базирани на модула BUSE) и файлови хранилища.
Когато разпространява заявки, адаптерът използва . Използва се в системи като Redis или Swift. Използвайки ключа за заявка KV, адаптерът генерира хеш ключ, чиято стойност идентифицира целевия възел.
Капацитетът на клъстера LightStore се мащабира линейно - просто свържете допълнителни възли към мрежата. В някои случаи може да се наложи да закупите нови превключватели. Разработчиците обаче са оборудвали всеки възел с допълнителни слотове за свързване на NAND чипове.
Потенциалът на архитектурата
Инженерите на MIT казват, че базираното на LightStore решение има пропускателна способност от 620 Mbps през 10 Gigabit Ethernet. Един възел консумира 10 W вместо обичайните 20 W (в SSD системи, използвани от центровете за данни днес). Освен това оборудването заема половината от пространството.
Сега разработчиците финализират някои аспекти. Например LightStore не може да работи със заявки за обхват и малки заявки. Тези функции ще бъдат добавени в бъдеще, тъй като LightStore използва LSM дървета. Освен това системата все още има ограничен набор от адаптери - поддържат се YCSB и блокови адаптери. В бъдеще LightStore ще може да обработва SQL заявки и т.н.
Други разработки
През лятото на 2018 г. Marvell, компания за разработка на системи за съхранение, представи нова линия SSD контролери, базирани на AI системи. Разработчиците са интегрирали ускорители за дълбоко обучение на NVIDIA в стандартни контролери за центрове за данни и клиентски приложения. В резултат на това те създадоха самостоятелна архитектура, която консумира по-малко енергия в сравнение с класическите SSD контролери. Компанията се надява, че системата ще намери приложение в периферните изчисления, анализа на големи данни и IoT.
Линията дискове Western Digital Blue наскоро беше актуализирана. През април разработчиците представиха решение - WD Blue SSD, базирано на технологиите SanDisk, което WD придоби преди година. Обновените WD Blue SSD дискове предлагат подобрена производителност и енергийна ефективност. Архитектурата е изградена на базата на спецификацията , който осигурява достъп до SSD, свързани чрез PCI Express.
Тази спецификация подобрява ефективността на SSD дисковете с голям брой едновременни заявки и ускорява достъпа до данни. Освен това NVMe ви позволява да стандартизирате SSD интерфейса - повече за производителите на хардуер за разработването на уникални драйвери, конектори и форм фактори.
Перспективи
Пазарът на SSD центрове за данни се движи към опростена архитектура, автоматизация на компонентите за съхранение и повишена енергийна ефективност. Развитието на инженерите от MIT решава последния проблем. автори че LightStore ще се превърне в индустриален стандарт за SSD съхранение в центрове за данни. И можем да предположим, че в бъдеще ще се появят нови, още по-ефективни архитектури, базирани на него.
Няколко материала от първия блог за корпоративния IaaS:
Източник: www.habr.com