A rendszer felére csökkenti az energiaköltségeket.
/ fotó CC BY-SA
Miért van szükségünk új architektúrára?
2030-ra az elektronikai eszközök a bolygónkon megtermelt összes energia 40%-át fogják fogyasztani. Ennek a mennyiségnek körülbelül 20%-a az IT szektorból és az adatközpontokból származik majd. Által Európai elemzők szerint az adatközpontok már „elviszik” az összes áram 1,4%-át. Várhatóan ez .
Az SSD-tárolók az áram jelentős részét fogyasztják. A 2012 és 2017 közötti időszakban a szilárdtestalapú meghajtók aránya az adatközpontokban . Bár az SSD-k harmadával kevesebb energiát fogyasztanak (), mint a HDD, a villanyszámlák továbbra is magasak az adatközpontok méretében.
Az adatközpontban lévő szilárdtestalapú meghajtók energiafogyasztásának csökkentése érdekében az MIT mérnökei új SSD-tárolóarchitektúrát fejlesztettek ki. LightStore-nak hívják, és lehetővé teszi a meghajtók közvetlen adatközponti hálózathoz való csatlakoztatását, a tárolószerverek megkerülésével. Által szerzők szerint a rendszer felére csökkenti az energiaköltségeket.
Ez hogy működik
A LightStore egy flash-kulcsérték-tároló, amely kulcsként rendeli hozzá a felhasználói kéréseket a meghajtókhoz. Ezután elküldik őket a szervernek, amely kiadja az adott kulccsal társított adatokat.
Rendszer beépített energiatakarékos processzor, DRAM és NAND memória. Vezérlő és speciális szoftver vezérli. A NAND tömbökkel való munkavégzésért a vezérlő, a KV kérések feldolgozásáért és a kulcspárok tárolásáért a szoftver a felelős. A szoftver architektúra erre az alapra épül , amelyet számos modern DBMS-ben használnak.
Az architektúra diagram a következőképpen ábrázolható:
Az ábra a LightStore alapvető összetevőit mutatja be. A csomópontfürt kulcs-érték párokon működik. Az alkalmazásszerverek adapterek segítségével csatlakoznak a rendszerhez. A klienskéréseket (például a fread()-t a POSIX API-ból) KV-kérésekké alakítják át. Az architektúra külön adapterekkel is rendelkezik , blokk (a BUSE modul alapján) és fájltárolók.
A kérések elosztása során az illesztő a . Olyan rendszerekben használják, mint a Redis vagy a Swift. A KV kérési kulcs használatával az illesztő létrehoz egy hash kulcsot, amelynek értéke azonosítja a célcsomópontot.
A LightStore-fürt kapacitása lineárisan skálázódik – csak csatlakoztasson további csomópontokat a hálózathoz. Bizonyos esetekben szükség lehet új kapcsolók vásárlására. A fejlesztők azonban minden csomópontot további bővítőhelyekkel láttak el a NAND chipek csatlakoztatásához.
Az építészet lehetőségei
Az MIT mérnökei szerint a LightStore-alapú megoldás 620 Mbps átviteli sebességgel rendelkezik 10 Gigabit Etherneten keresztül. Egy csomópont 10 W-ot fogyaszt a szokásos 20 W helyett (az adatközpontok által ma használt SSD-rendszerekben). Ráadásul a berendezés a hely felét foglalja el.
A fejlesztők most véglegesítenek néhány szempontot. A LightStore például nem tud működni tartomány- és kisméretű lekérdezésekkel. Ezeket a funkciókat a jövőben hozzáadják, mivel a LightStore LSM fákat használ. Ezenkívül a rendszer továbbra is korlátozott számú adapterrel rendelkezik - az YCSB és a blokk adapterek támogatottak. A LightStore a jövőben képes lesz feldolgozni az SQL lekérdezéseket stb.
Egyéb fejlemények
2018 nyarán a Marvell, a tárolófejlesztő cég új, mesterséges intelligenciarendszereken alapuló SSD-vezérlők sorozatát mutatta be. A fejlesztők az NVIDIA mély tanulási gyorsítókat integrálták az adatközpontok és kliens alkalmazások szabványos vezérlőibe. Ennek eredményeként olyan önálló architektúrát hoztak létre, amely kevesebb energiát fogyaszt a klasszikus SSD-vezérlőkhöz képest. A cég reméli, hogy a rendszer alkalmazást talál majd az éles számítástechnikában, a big data elemzésében és az IoT-ben.
A Western Digital Blue meghajtócsalád nemrégiben frissült. Áprilisban a fejlesztők bemutattak egy megoldást - a SanDisk technológián alapuló WD Blue SSD-t, amelyet a WD egy évvel ezelőtt szerzett meg. A frissített WD Blue SSD-k jobb teljesítményt és energiahatékonyságot kínálnak. Az architektúra a specifikáció alapján épül fel , amely hozzáférést biztosít a PCI Expressen keresztül csatlakoztatott SSD-khez.
Ez a specifikáció nagyszámú egyidejű kéréssel javítja az SSD-meghajtók hatékonyságát, és felgyorsítja az adathozzáférést. Ezenkívül az NVMe lehetővé teszi az SSD interfész szabványosítását – még inkább a hardvergyártók számára egyedi meghajtók, csatlakozók és formai tényezők fejlesztéséhez.
Kilátások
Az adatközponti SSD-piac az egyszerűsített architektúra, a tárolóelemek automatizálása és a fokozott energiahatékonyság felé halad. Az MIT mérnökeinek fejlesztése ez utóbbi problémát oldja meg. Szerzői hogy a LightStore az SSD-tárolás iparági szabványává válik az adatközpontokban. És feltételezhetjük, hogy a jövőben új, még hatékonyabb architektúrák jelennek meg ez alapján.
Számos anyag a First blogból a vállalati IaaS-ről:
Forrás: will.com