एक नए प्रकार का एसएसडी स्टोरेज डेटा सेंटर में ऊर्जा की खपत को कम करेगा - यह कैसे काम करता है

इस प्रणाली से ऊर्जा लागत आधी हो जाएगी।

/ तस्वीर एंडी मेल्टन सीसी द्वारा एसए

हमें नई वास्तुकला की आवश्यकता क्यों है?

डेटा सेंटर डायनेमिक्स के अनुमान के अनुसार2030 तक, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण ग्रह पर उत्पन्न सभी ऊर्जा का 40% उपभोग करेंगे। इस मात्रा का लगभग 20% आईटी क्षेत्र और डेटा केंद्रों से आएगा। द्वारा के अनुसार यूरोपीय विश्लेषकों के अनुसार, डेटा सेंटर पहले से ही सभी बिजली का 1,4% "छीन" लेते हैं। ऐसी उम्मीद है 5 तक यह आंकड़ा बढ़कर 2020% हो जाएगा.

SSD भंडारण में बिजली का एक महत्वपूर्ण हिस्सा खर्च होता है। 2012 से 2017 की अवधि में, डेटा केंद्रों में सॉलिड-स्टेट ड्राइव की हिस्सेदारी 8 से बढ़कर 22%. हालाँकि SSDs एक तिहाई कम बिजली की खपत करते हैं (पीडीएफ, पेज 13) एचडीडी की तुलना में, डेटा केंद्रों के पैमाने पर बिजली के बिल बड़े रहते हैं।

डेटा सेंटर में सॉलिड-स्टेट ड्राइव की बिजली खपत को कम करने के लिए, एमआईटी के इंजीनियरों ने एक नया एसएसडी स्टोरेज आर्किटेक्चर विकसित किया है। इसे लाइटस्टोर कहा जाता है और यह आपको स्टोरेज सर्वर को दरकिनार करते हुए ड्राइव को सीधे डेटा सेंटर नेटवर्क से कनेक्ट करने की अनुमति देता है। द्वारा के अनुसार लेखक, सिस्टम ऊर्जा लागत को आधे से कम कर देगा।

Как это работает

लाइटस्टोर एक फ्लैश की-वैल्यू स्टोर है जो उपयोगकर्ता के अनुरोधों को कुंजी के रूप में ड्राइव पर मैप करता है। फिर उन्हें सर्वर पर भेजा जाता है, जो उस कुंजी से जुड़ा डेटा जारी करता है।

प्रणाली यह होता है अंतर्निर्मित ऊर्जा-कुशल प्रोसेसर, DRAM और NAND मेमोरी। इसे एक नियंत्रक और विशेष सॉफ्टवेयर द्वारा नियंत्रित किया जाता है। नियंत्रक NAND सरणियों के साथ काम करने के लिए जिम्मेदार है, और सॉफ्टवेयर KV अनुरोधों को संसाधित करने और कुंजी जोड़े को संग्रहीत करने के लिए जिम्मेदार है। सॉफ्टवेयर आर्किटेक्चर के आधार पर बनाया गया है एलएसएम पेड़, जिसका उपयोग कई आधुनिक DBMSs में किया जाता है।

आर्किटेक्चर आरेख को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

आरेख लाइटस्टोर के बुनियादी घटकों को दिखाता है। एक नोड क्लस्टर कुंजी-मूल्य जोड़े पर काम करता है। एप्लिकेशन सर्वर एडेप्टर का उपयोग करके सिस्टम से जुड़े होते हैं। वे क्लाइंट अनुरोधों (जैसे POSIX API से फ़्रेड()) को KV अनुरोधों में परिवर्तित करते हैं। आर्किटेक्चर के लिए अलग एडाप्टर भी हैं वाईसीएसबी, ब्लॉक (BUSE मॉड्यूल पर आधारित) और फ़ाइल भंडारण।

अनुरोध वितरित करते समय, एडाप्टर का उपयोग किया जाता है लगातार हैशिंग. इसका उपयोग रेडिस या स्विफ्ट जैसे सिस्टम में किया जाता है। केवी अनुरोध कुंजी का उपयोग करके, एडाप्टर एक हैश कुंजी उत्पन्न करता है जिसका मान लक्ष्य नोड की पहचान करता है।

लाइटस्टोर क्लस्टर की क्षमता रैखिक रूप से मापी जाती है - बस अतिरिक्त नोड्स को नेटवर्क से कनेक्ट करें। कुछ मामलों में, आपको नए स्विच खरीदने की आवश्यकता हो सकती है। हालाँकि, डेवलपर्स ने NAND चिप्स को जोड़ने के लिए प्रत्येक नोड को अतिरिक्त स्लॉट से सुसज्जित किया है।

वास्तुकला की क्षमता

एमआईटी इंजीनियरों का कहना है कि लाइटस्टोर-आधारित समाधान में 620 गीगाबिट ईथरनेट पर 10 एमबीपीएस का थ्रूपुट है। एक नोड सामान्य 10 वॉट (आजकल डेटा केंद्रों द्वारा उपयोग किए जाने वाले एसएसडी सिस्टम में) के बजाय 20 वॉट की खपत करता है। इसके अलावा, उपकरण आधी जगह घेर लेता है।

अब डेवलपर्स कुछ पहलुओं को अंतिम रूप दे रहे हैं। उदाहरण के लिए, लाइटस्टोर रेंज क्वेरीज़ और छोटी क्वेरीज़ के साथ काम नहीं कर सकता। ये सुविधाएँ भविष्य में जोड़ी जाएंगी, क्योंकि लाइटस्टोर एलएसएम पेड़ों का उपयोग करता है। इसके अलावा, सिस्टम में अभी भी एडेप्टर का एक सीमित सेट है - YCSB और ब्लॉक एडेप्टर समर्थित हैं। भविष्य में, लाइटस्टोर SQL क्वेरी आदि को संसाधित करने में सक्षम होगा।

अन्य घटनाक्रम

2018 की गर्मियों में, स्टोरेज डेवलपमेंट कंपनी मार्वेल ने एआई सिस्टम पर आधारित एसएसडी नियंत्रकों की एक नई लाइन पेश की। डेवलपर्स ने NVIDIA गहन शिक्षण त्वरक को डेटा केंद्रों और क्लाइंट अनुप्रयोगों के लिए मानक नियंत्रकों में एकीकृत किया है। परिणामस्वरूप, उन्होंने एक स्व-निहित आर्किटेक्चर बनाया जो क्लासिक एसएसडी नियंत्रकों की तुलना में कम बिजली की खपत करता है। कंपनी को उम्मीद है कि सिस्टम को एज कंप्यूटिंग, बिग डेटा एनालिटिक्स और IoT में एप्लिकेशन मिलेगा।

ड्राइव की वेस्टर्न डिजिटल ब्लू लाइन को हाल ही में अपडेट किया गया है। अप्रैल में, डेवलपर्स ने एक समाधान प्रस्तुत किया - सैनडिस्क प्रौद्योगिकियों पर आधारित डब्ल्यूडी ब्लू एसएसडी, जिसे डब्ल्यूडी ने एक साल पहले हासिल किया था। अद्यतन WD ब्लू SSDs बेहतर प्रदर्शन और ऊर्जा दक्षता प्रदान करते हैं। वास्तुकला विशिष्टता के आधार पर बनाई गई है NVMe, जो पीसीआई एक्सप्रेस के माध्यम से जुड़े एसएसडी तक पहुंच प्रदान करता है।

यह विनिर्देश बड़ी संख्या में एक साथ अनुरोधों के साथ एसएसडी ड्राइव की दक्षता में सुधार करता है और डेटा एक्सेस की गति बढ़ाता है। इसके अतिरिक्त, NVMe आपको SSD इंटरफ़ेस को मानकीकृत करने की अनुमति देता है - हार्डवेयर निर्माताओं के लिए और अधिक संसाधनों को बर्बाद करने की कोई जरूरत नहीं है अद्वितीय ड्राइवर, कनेक्टर और फॉर्म कारकों के विकास के लिए।

संभावना

डेटा सेंटर एसएसडी बाजार सरलीकृत वास्तुकला, भंडारण घटकों के स्वचालन और बढ़ी हुई ऊर्जा दक्षता की ओर बढ़ रहा है। एमआईटी से इंजीनियरों का विकास बाद की समस्या का समाधान करता है। लेखक भरोसा करनालाइटस्टोर डेटा केंद्रों में एसएसडी भंडारण के लिए उद्योग मानक बन जाएगा। और हम मान सकते हैं कि भविष्य में इसके आधार पर नए, और भी अधिक कुशल आर्किटेक्चर सामने आएंगे।

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स्रोत: www.habr.com