{"id":32381,"date":"2019-10-31T21:46:44","date_gmt":"2019-10-31T18:46:44","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/novyj-tip-ssd-hranilishh-sokratit-energopotreblenie-v-tsod-kak-eto-rabotaet\/"},"modified":"2019-10-31T21:46:44","modified_gmt":"2019-10-31T18:46:44","slug":"novyj-tip-ssd-hranilishh-sokratit-energopotreblenie-v-tsod-kak-eto-rabotaet","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/da\/blog\/administrirovanie\/novyj-tip-ssd-hranilishh-sokratit-energopotreblenie-v-tsod-kak-eto-rabotaet","title":{"rendered":"En ny type SSD-lagring vil reducere energiforbruget i datacenteret \u2014 hvordan fungerer det?","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Systemen vil halvere energikostnader.<\/h5>\n

\n\"En<\/a><\/noindex>
\n\/ \u0444\u043e\u0442\u043e Andy Melton<\/a><\/noindex> CC BY-SA<\/i><\/p>\n

Hvorfor er der brug for en ny arkitektur<\/h2>\n

\nIf\u00f8lge Data Centre Dynamics<\/a><\/noindex>, vil elektroniske enheder inden 2030 forbruge 40 % af al den energi, der produceres p\u00e5 planeten. Cirka 20 % af dette vil komme fra IT-sektoren og datacentre. If\u00f8lge data<\/noindex> europ\u00e6iske analytikere, tager datacentre allerede 1,4 % af det samlede str\u00f8mforbrug. Det forventes, at dette tal vil stige til 5 % inden 2020.<\/a><\/noindex>.
\n<\/a><\/noindex>
\nEn betydelig del af energien forbruges af SSD-lagring. Fra 2012 til 2017 steg andelen af solid state-drev i datacentre fra 8 til 22 %.<\/a><\/noindex>. Selvom SSD'er forbruger en tredjedel mindre str\u00f8m (PDF, s. 13<\/a><\/noindex>), forbliver elregningerne store i datacentre.<\/p>\n

For at reducere energiforbruget fra solid state-drev i datacentre har ingeni\u00f8rer fra MIT udviklet en ny arkitektur til SSD-lagring. Den kaldes LightStore og g\u00f8r det muligt at tilslutte drev direkte til datacentrets netv\u00e6rk, uden om lagerservere. If\u00f8lge if\u00f8lge<\/a><\/noindex> forfatterne vil systemet halvere energikostnader.<\/p>\n

Hvordan fungerer det<\/h2>\n

\nLightStore er et flash-lagring, der fungerer som en n\u00f8gle-v\u00e6rdi database, hvor brugerforesp\u00f8rgsler til drev repr\u00e6senteres som n\u00f8gler. Disse sendes s\u00e5 til en server, som frigiver de data, der er knyttet til den p\u00e5g\u00e6ldende n\u00f8gle.<\/p>\n

System indeholder<\/noindex> en indbygget energieffektiv processor, DRAM og NAND-hukommelse. Den styres af en controller og specialiseret software. Controlleren h\u00e5ndterer arbejdet med NAND-arrays, mens softwaren st\u00e5r for behandling af KV-foresp\u00f8rgsler og lagring af n\u00f8glepar. Arkitekturen af softwaren er baseret p\u00e5 LSM-tr\u00e6et<\/a><\/noindex>, som anvendes i mange moderne databasesystemer.<\/p>\n

Arkitekturens skema kan repr\u00e6senteres som f\u00f8lger:<\/p>\n

\"En
\n
\nDiagrammet viser de grundl\u00e6ggende komponenter i LightStore. En klynge af noder arbejder med n\u00f8gle-v\u00e6rdi par. Applikationsservere tilslutter sig systemet via adaptere. De konverterer klientforesp\u00f8rgsler (f.eks. fread() fra POSIX API) til KV-foresp\u00f8rgsler. Arkitekturen har ogs\u00e5 separate adaptere til YCSB<\/a><\/noindex>, blok- (baseret p\u00e5 BUSE-modulet) og fil-lagringssystemer.<\/p>\n

Ved at fordele foresp\u00f8rgsler anvender adapteren konsistent hashing<\/a><\/noindex>. Denne anvendes i systemer som Redis eller Swift. Ved hj\u00e6lp af KV-foresp\u00f8rgslens n\u00f8gle genererer adapteren en hash-n\u00f8gle, hvis v\u00e6rdi bestemmer den m\u00e5lrettede node.<\/p>\n

Kapaciteten af LightStore-klusteret skaleres line\u00e6rt \u2014 det er nok at tilslutte ekstra noder til netv\u00e6rket. I nogle tilf\u00e6lde kan det v\u00e6re n\u00f8dvendigt at k\u00f8be nye switches. Udviklerne har imidlertid forsynet hver node med ekstra slots til tilslutning af NAND-chips.<\/p>\n

Potentialet i arkitekturen<\/h2>\n

\nIngeni\u00f8rer fra MIT siger, at b\u00e5ndbredden af l\u00f8sningen baseret p\u00e5 LightStore er 620 Mbit\/s for 10-gigabit Ethernet. En node forbruger 10 W i stedet for de s\u00e6dvanlige 20 W (i SSD-systemer, der anvendes af datacentre i dag). Derudover kr\u00e6ver udstyret halvhundrede plads.<\/p>\n

Udviklerne arbejder i \u00f8jeblikket p\u00e5 at forbedre nogle aspekter. For eksempel kan LightStore ikke h\u00e5ndtere rangeringsanmodninger og sm\u00e5 foresp\u00f8rgsler. Disse funktioner vil blive tilf\u00f8jet i fremtiden, da LightStore bruger LSM-tr\u00e6er. Desuden har systemet i \u00f8jeblikket et begr\u00e6nset antal adapters \u2014 YCSB- og blok-adapters underst\u00f8ttes. I fremtiden vil LightStore kunne h\u00e5ndtere SQL-foresp\u00f8rgsler og andet.<\/p>\n

Andre udviklinger<\/h2>\n

\nSommer 2018 pr\u00e6senterede Marvell, udvikleren af lagringsl\u00f8sninger, en ny r\u00e6kke SSD-controllere baseret p\u00e5 AI-systemer. Udviklerne har integreret NVIDIA's dybdel\u00e6ringsacceleratorer i standard controllere til datacentre og kundeapplikationer. Som et resultat har de skabt en selvst\u00e6ndig arkitektur, der bruger mindre energi sammenlignet med klassiske SSD-controllere. Virksomheden h\u00e5ber, at systemet vil finde anvendelse i edge computing, big data-analyse og IoT.<\/p>\n

For nylig blev serien af opbevaringsenheder fra Western Digital Blue opgraderet. I april pr\u00e6senterede udviklerne l\u00f8sningen \u2014 WD Blue SSD baseret p\u00e5 teknologi fra SanDisk, som WD k\u00f8bte for et \u00e5r siden. De opdaterede WD Blue SSD'er adskiller sig med forbedret ydeevne og energieffektivitet. Arkitekturen er bygget p\u00e5 specifikationen NVMe<\/a><\/noindex>, der \u00e5bner adgang til SSD'er tilsluttet via PCI Express.<\/p>\n

Denne specifikation \u00f8ger effektiviteten af SSD'ernes arbejde med et st\u00f8rre antal samtidige anmodninger og fremskynder adgangen til data. Desuden g\u00f8r NVMe det muligt at standardisere SSD-interfacet \u2014 hardwareproducenter beh\u00f8ver ikke l\u00e6ngere at bruge ressourcer<\/a><\/noindex> p\u00e5 at udvikle unikke drivere, stik og formater.<\/p>\n

Udsigter<\/h2>\n

\nMarkedet for SSD-lagringsenheder til datacentre bev\u00e6ger sig mod en forenkling af arkitekturen, automatisering af lagringskomponenternes funktioner og forbedring af energieffektiviteten. Udviklingen fra ingeni\u00f8rer ved MIT l\u00f8ser den sidste udfordring. Forfatterne forventer<\/a><\/noindex>, at LightStore vil blive branchestandarden for SSD-lagring i datacentre. Man kan forvente, at der i fremtiden vil opst\u00e5 nye, endnu mere effektive arkitekturer baseret p\u00e5 denne teknologi.<\/p>\n

\nNogle materialer fra F\u00f8rste blog om virksomhedens IaaS:<\/p>\n