La sistemo reduktos energikostojn je duono.
/ foto CC BY-SA
Kial ni bezonas novan arkitekturon?
Ĝis 2030, elektronikaj aparatoj konsumos 40% de la tuta energio generita sur la planedo. Proksimume 20% de ĉi tiu volumo venos de la IT-sektoro kaj datumcentroj. De Laŭ eŭropaj analizistoj, datumcentroj jam "forprenas" 1,4% de la tuta elektro. Estas atendite ke ĉi tio .
SSD-stokado konsumas gravan parton de elektro. En la periodo de 2012 ĝis 2017, la parto de solidsubstancaj diskoj en datumcentroj . Kvankam SSD-oj konsumas trionon malpli da potenco () ol HDD, elektrofakturoj restas grandaj je la skalo de datumcentroj.
Por redukti la energikonsumon de solidsubstancaj diskoj en la datumcentro, inĝenieroj de MIT evoluigis novan SSD-stokan arkitekturon. Ĝi nomiĝas LightStore kaj permesas vin konekti diskojn rekte al datumcentra reto, preterirante stokadservilojn. De aŭtoroj, la sistemo reduktos energikostojn je duono.
Kiel tio funkcias
LightStore estas fulmŝlosilvalora vendejo kiu mapas uzantpetojn al stiradoj kiel ŝlosiloj. Ili tiam estas senditaj al la servilo, kiu liberigas la datumojn asociitajn kun tiu ŝlosilo.
sistemo enkonstruita energi-efika procesoro, DRAM kaj NAND-memoro. Ĝi estas regata de regilo kaj speciala programaro. La regilo respondecas pri laborado kun NAND-aroj, kaj la programaro respondecas pri prilaborado de KV-petoj kaj stokado de ŝlosilaj paroj. La arkitekturo de programaro estas konstruita surbaze , kiu estas uzita en multaj modernaj DBMSoj.
La arkitekturdiagramo povas esti reprezentita jene:
La diagramo montras la bazajn komponentojn de LightStore. Noda areto funkcias sur ŝlosil-valoraj paroj. Aplikaj serviloj estas konektitaj al la sistemo per adaptiloj. Ili konvertas klientpetojn (kiel ekzemple fread() de la POSIX API) en KV-petojn. La arkitekturo ankaŭ havas apartajn adaptilojn por , bloko (surbaze de la BUSE-modulo) kaj dosierstokado.
Dum distribuado de petoj, la adaptilo uzas . Ĝi estas uzata en sistemoj kiel Redis aŭ Swift. Uzante la KV-petoŝlosilon, la adaptilo generas hashŝlosilon kies valoro identigas la celnodon.
La kapablo de la LightStore-areto skalas linie - nur ligu pliajn nodojn al la reto. En iuj kazoj, vi eble bezonos aĉeti novajn ŝaltilojn. Tamen, la programistoj ekipis ĉiun nodon per pliaj fendoj por konekti NAND-blatojn.
La potencialo de arkitekturo
Inĝenieroj de MIT diras, ke la solvo bazita en LightStore havas trafluon de 620 Mbps super 10 Gigabit Ethernet. Unu nodo konsumas 10 W anstataŭ la kutimaj 20 W (en SSD-sistemoj uzataj de datumcentroj hodiaŭ). Krome, la ekipaĵo okupas duonon de la spaco.
Nun la programistoj finas kelkajn aspektojn. Ekzemple, LightStore ne povas funkcii kun gamo-demandoj kaj malgrandaj demandoj. Ĉi tiuj funkcioj estos aldonitaj estonte, ĉar LightStore uzas LSM-arbojn. Ankaŭ, la sistemo ankoraŭ havas limigitan aron de adaptiloj - YCSB kaj blokadaptiloj estas subtenataj. Estonte, LightStore povos prilabori SQL-demandojn ktp.
Aliaj evoluoj
En la somero de 2018, Marvell, stokada evoluiga kompanio, lanĉis novan linion de SSD-regiloj bazitaj sur AI-sistemoj. Programistoj integris NVIDIA profundajn lernajn akceliloj en normajn regilojn por datumcentroj kaj klientaplikoj. Kiel rezulto, ili kreis memstaran arkitekturon kiu konsumas malpli da potenco kompare kun klasikaj SSD-regiloj. La kompanio esperas, ke la sistemo trovos aplikon en randa komputado, analizo de grandaj datumoj kaj IoT.
La Western Digital Blue-linio de diskoj estis lastatempe ĝisdatigita. En aprilo, la programistoj prezentis solvon - la WD Blue SSD bazita sur SanDisk-teknologioj, kiujn WD akiris antaŭ jaro. La ĝisdatigitaj WD Blue SSD-oj ofertas plibonigitan rendimenton kaj energiefikecon. La arkitekturo estas konstruita surbaze de la specifo , kiu disponigas aliron al SSD-oj konektitaj per PCI Express.
Ĉi tiu specifo plibonigas la efikecon de SSD-diskoj kun granda nombro da samtempaj petoj kaj akcelas datuman aliron. Aldone, NVMe permesas vin normigi la SSD-interfacon - pli por aparataj fabrikantoj por la disvolviĝo de unikaj ŝoforoj, konektiloj kaj formfaktoroj.
Perspektivoj
La datumcentra SSD-merkato moviĝas al simpligita arkitekturo, aŭtomatigo de stokaj komponantoj kaj pliigita energia efikeco. La evoluo de inĝenieroj de MIT solvas ĉi-lastan problemon. Aŭtoroj tiu LightStore fariĝos la industria normo por SSD-stokado en datumcentroj. Kaj ni povas supozi, ke en la estonteco novaj, eĉ pli efikaj arkitekturoj aperos surbaze de ĝi.
Pluraj materialoj de la Unua blogo pri kompania IaaS:
fonto: www.habr.com