{"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\/de\/blog\/administrirovanie\/novyj-tip-ssd-hranilishh-sokratit-energopotreblenie-v-tsod-kak-eto-rabotaet","title":{"rendered":"Ein neuer Typ von SSD-Speichern wird den Energieverbrauch in Rechenzentren senken \u2013 so funktioniert es","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Das System wird die Energiekosten um die H\u00e4lfte reduzieren.<\/h5>\n

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

Warum eine neue Architektur notwendig ist<\/h2>\n

\nNach Sch\u00e4tzungen von Data Centre Dynamics<\/a><\/noindex>, werden bis 2030 elektronische Ger\u00e4te 40% der gesamten auf der Erde erzeugten Energie verbrauchen. Etwa 20% dieser Menge entfallen auf den IT-Sektor und Rechenzentren. Laut Angaben<\/noindex> europ\u00e4ischen Analysten entziehen Rechenzentren bereits 1,4% des gesamten Stroms. Es wird erwartet, dass diese Zahl bis 2020 auf 5% steigen wird.<\/a><\/noindex>.
\n<\/a><\/noindex>
\nEinen erheblichen Teil des Energieverbrauchs haben SSD-Speicher. Von 2012 bis 2017 stieg der Anteil der SSDs in Rechenzentren von 8 auf 22%.<\/a><\/noindex>Obwohl SSDs ein Drittel weniger Energie verbrauchen (PDF, S. 13<\/a><\/noindex>), bleiben die Stromrechnungen in Rechenzentren dennoch hoch.<\/p>\n

Um den Energieverbrauch von Solid-State-Laufwerken in Rechenzentren zu reduzieren, haben Ingenieure vom MIT eine neue Architektur f\u00fcr SSD-Speicher entwickelt. Diese tr\u00e4gt den Namen LightStore und erm\u00f6glicht das direkte Anschlie\u00dfen von Speicherlaufwerken an das Netzwerk der Rechenzentren, ohne die Speicherserver zu durchlaufen. Laut Aussage<\/a><\/noindex> den Autoren wird das System die Energiekosten um die H\u00e4lfte senken.<\/p>\n

Die DANE-Spezifikation ist in<\/h2>\n

\nLightStore ist ein Flash-Speicher vom Typ Schl\u00fcssel-Wert, bei dem Benutzeranfragen an die Speicher als Schl\u00fcssel dargestellt werden. Diese werden dann an einen Server gesendet, der die mit diesem Schl\u00fcssel verbundenen Daten bereitstellt.<\/p>\n

Das System enth\u00e4lt<\/noindex> ein integrierter energieeffizienter Prozessor, DRAM und NAND-Speicher. Der Controller und spezielle Software steuern ihn. Der Controller ist f\u00fcr die Arbeit mit NAND-Arrays zust\u00e4ndig, w\u00e4hrend die Software die Verarbeitung von KV-Anfragen und die Speicherung von Schl\u00fcsselwertpaaren \u00fcbernimmt. Die Architektur der Software basiert auf einem LSM-Baum,<\/a><\/noindex>der in vielen modernen Datenbanksystemen verwendet wird.<\/p>\n

Das Schema der Architektur kann wie folgt dargestellt werden:<\/p>\n

\"Ein
\n
\nDas Diagramm zeigt die grundlegenden Komponenten von LightStore. Der Cluster von Knoten arbeitet mit Schl\u00fcssel-Wert-Paaren. Anwendungserver verbinden sich mit dem System \u00fcber Adapter. Diese wandeln Kundenanfragen (zum Beispiel fread() von der POSIX-API) in KV-Anfragen um. Die Architektur hat auch separate Adapter f\u00fcr YCSB,<\/a><\/noindex>blockbasierte (auf Basis des BUSE-Moduls) und dateibasierte Speicher.<\/p>\n

Indem es Anfragen verteilt, verwendet der Adapter konsistentes Hashing.<\/a><\/noindex>Dies wird in Systemen wie Redis oder Swift angewendet. Mit dem Schl\u00fcssel der KV-Anfrage generiert der Adapter einen Hash-Schl\u00fcssel, dessen Wert den Zielknoten bestimmt.<\/p>\n

Die Kapazit\u00e4t des LightStore-Clusters l\u00e4sst sich linear skalieren \u2013 es gen\u00fcgt, zus\u00e4tzliche Nodes mit dem Netzwerk zu verbinden. In einigen F\u00e4llen m\u00fcssen m\u00f6glicherweise neue Switches erworben werden. Die Entwickler haben jedoch jeden Node mit zus\u00e4tzlichen Slots f\u00fcr die Anbindung von NAND-Chips ausgestattet.<\/p>\n

Das Potenzial der Architektur<\/h2>\n

\nIngenieure des MIT berichten, dass die Bandbreite der L\u00f6sung auf Basis von LightStore 620 Mbit\/s f\u00fcr 10-Gigabit-Ethernet betr\u00e4gt. Ein Node ben\u00f6tigt 10 W statt der gewohnten 20 W (in SSD-Systemen, die derzeit in Rechenzentren verwendet werden). Dar\u00fcber hinaus nimmt die Hardware halb so viel Platz ein.<\/p>\n

Derzeit arbeiten die Entwickler an einigen Punkten. So kann LightStore beispielsweise nicht mit Bereichsanfragen und kleinen Anfragen umgehen. Diese Funktionen werden in Zukunft hinzugef\u00fcgt, da LightStore LSM-B\u00e4ume verwendet. Au\u00dferdem unterst\u00fctzt das System derzeit nur eine begrenzte Anzahl von Adaptern \u2013 YCSB- und Block-Adapter werden unterst\u00fctzt. In Zukunft wird LightStore in der Lage sein, SQL-Anfragen und mehr zu verarbeiten.<\/p>\n

Andere Entwicklungen<\/h2>\n

\nIm Sommer 2018 stellte Marvell, ein Unternehmen f\u00fcr die Entwicklung von Speicherl\u00f6sungen, eine neue Reihe von SSD-Controllern auf Basis von KI-Systemen vor. Die Entwickler integrierten NVIDIA-Beschleuniger f\u00fcr tiefes Lernen in Standard-Controller f\u00fcr Rechenzentren und Client-Anwendungen. Infolgedessen entstand eine autonome Architektur, die im Vergleich zu klassischen SSD-Controllern weniger Energie verbraucht. Das Unternehmen hofft, dass das System Anwendung im Bereich Edge-Computing, Big Data Analytics und IoT finden wird.<\/p>\n

K\u00fcrzlich wurde die Reihe von Western Digital Blue-Speichermedien aktualisiert. Im April pr\u00e4sentierten die Entwickler die L\u00f6sung \u2013 WD Blue SSD auf Basis der Technologien von SanDisk, die WD vor einem Jahr erworben hat. Die aktualisierten WD Blue SSD zeichnen sich durch verbesserte Leistung und Energieeffizienz aus. Die Architektur basiert auf der Spezifikation NVMe<\/a><\/noindex>, die den Zugriff auf \u00fcber PCI Express verbundene SSDs erm\u00f6glicht.<\/p>\n

Diese Spezifikation verbessert die Effizienz von SSD-Speichermedien bei einer gro\u00dfen Anzahl gleichzeitiger Anfragen und beschleunigt den Datenzugriff. Zus\u00e4tzlich erm\u00f6glicht NVMe die Standardisierung der SSD-Schnittstelle \u2013 Hardware-Herstellern m\u00fcssen keine Ressourcen mehr aufwenden<\/a><\/noindex> f\u00fcr die Entwicklung von einzigartigen Treibern, Anschl\u00fcssen und Formfaktoren.<\/p>\n

Aussichten<\/h2>\n

\nDer Markt f\u00fcr SSD-Speicherl\u00f6sungen f\u00fcr Rechenzentren bewegt sich in Richtung Vereinfachung der Architektur, Automatisierung der Arbeitsabl\u00e4ufe von Speicherkomponenten und Steigerung der Energieeffizienz. Die Entwicklung von Ingenieuren des MIT l\u00f6st die letzte Herausforderung. Die Autoren erwarten<\/a><\/noindex>, dass LightStore zum Branchenstandard f\u00fcr SSD-Speicher in Rechenzentren wird. Es kann angenommen werden, dass in Zukunft auf dessen Basis neue, noch effizientere Architekturen entstehen werden.<\/p>\n

\nEinige Materialien aus dem Ersten Blog \u00fcber Corporate IaaS:<\/p>\n