Համակարգը կիսով չափ կնվազեցնի էներգիայի ծախսերը։
/ լուսանկար CC BY-SA- ն
Ինչու՞ մեզ պետք է նոր ճարտարապետություն:
2030 թվականին էլեկտրոնային սարքերը կսպառեն մոլորակի վրա արտադրվող ողջ էներգիայի 40%-ը։ Այս ծավալի մոտ 20%-ը կտրամադրվի ՏՏ ոլորտից և տվյալների կենտրոններից։ Ըստ Ըստ եվրոպացի վերլուծաբանների տվյալների՝ տվյալների կենտրոններն արդեն «խլում են» ողջ էլեկտրաէներգիայի 1,4%-ը։ Ակնկալվում է, որ սա .
SSD պահեստը սպառում է էլեկտրաէներգիայի զգալի մասը: 2012 թվականից մինչև 2017 թվականն ընկած ժամանակահատվածում տվյալների կենտրոններում պինդ վիճակում գտնվող կրիչների մասնաբաժինը . Չնայած SSD-ները սպառում են մեկ երրորդով պակաս էներգիա (), քան HDD-ը, էլեկտրաէներգիայի վճարները մնում են մեծ տվյալների կենտրոնների մասշտաբով:
Տվյալների կենտրոնում պինդ վիճակում գտնվող կրիչների էներգիայի սպառումը նվազեցնելու համար MIT-ի ինժեներները մշակել են SSD պահեստավորման նոր ճարտարապետություն: Այն կոչվում է LightStore և թույլ է տալիս սկավառակները միացնել անմիջապես տվյալների կենտրոնի ցանցին՝ շրջանցելով պահեստավորման սերվերները։ Ըստ Հեղինակներ, համակարգը կնվազեցնի էներգիայի ծախսերը երկու անգամ:
Ինչպես է այն աշխատում
LightStore-ը ֆլեշ բանալիների արժեքի խանութ է, որը օգտատերերի հարցումները քարտեզագրում է կրիչներին՝ որպես բանալիներ: Այնուհետև դրանք ուղարկվում են սերվեր, որը թողարկում է տվյալ բանալիի հետ կապված տվյալները:
Համակարգ ներկառուցված էներգաարդյունավետ պրոցեսոր, DRAM և NAND հիշողություն: Այն կառավարվում է կարգավորիչով և հատուկ ծրագրաշարով։ Կարգավորիչը պատասխանատու է NAND զանգվածների հետ աշխատելու համար, իսկ ծրագրաշարը պատասխանատու է KV հարցումների մշակման և բանալիների զույգերի պահպանման համար: Ծրագրային ապահովման ճարտարապետությունը կառուցված է հիմքի վրա , որն օգտագործվում է շատ ժամանակակից DBMS-ներում:
Ճարտարապետության դիագրամը կարող է ներկայացվել հետևյալ կերպ.
Դիագրամը ցույց է տալիս LightStore-ի հիմնական բաղադրիչները: Հանգույցների կլաստերը գործում է բանալի-արժեք զույգերի վրա: Հավելվածի սերվերները միացված են համակարգին՝ օգտագործելով ադապտերներ: Նրանք փոխակերպում են հաճախորդի հարցումները (օրինակ՝ fread() POSIX API-ից) KV հարցումների: Ճարտարապետությունն ունի նաև առանձին ադապտերներ , արգելափակել (հիմնված BUSE մոդուլի վրա) և ֆայլերի պահեստավորում։
Հարցումները բաշխելիս ադապտերն օգտագործում է . Այն օգտագործվում է այնպիսի համակարգերում, ինչպիսիք են Redis-ը կամ Swift-ը: Օգտագործելով KV հարցման ստեղնը, ադապտերը ստեղծում է հեշ բանալի, որի արժեքը նույնականացնում է թիրախային հանգույցը:
LightStore կլաստերի հզորությունը չափվում է գծային. պարզապես միացրեք լրացուցիչ հանգույցներ ցանցին: Որոշ դեպքերում կարող է անհրաժեշտ լինել նոր անջատիչներ գնել: Այնուամենայնիվ, մշակողները յուրաքանչյուր հանգույց վերազինել են NAND չիպերի միացման լրացուցիչ սլոտներով։
Ճարտարապետության ներուժը
MIT-ի ինժեներներն ասում են, որ LightStore-ի վրա հիմնված լուծումն ունի 620 Մբիթ/վրկ թողունակություն 10 Գիգաբիթ Ethernet-ի վրա: Մեկ հանգույցը սպառում է 10 Վտ սովորական 20 Վտ-ի փոխարեն (այսօր տվյալների կենտրոնների կողմից օգտագործվող SSD համակարգերում): Բացի այդ, սարքավորումները զբաղեցնում են տարածքի կեսը:
Այժմ մշակողները վերջնական տեսքի են բերում որոշ ասպեկտներ: Օրինակ, LightStore-ը չի կարող աշխատել տիրույթի հարցումների և փոքր հարցումների հետ: Այս հնարավորությունները կավելացվեն ապագայում, քանի որ LightStore-ն օգտագործում է LSM ծառեր: Բացի այդ, համակարգը դեռևս ունի ադապտերների սահմանափակ հավաքածու՝ YCSB և բլոկ ադապտերներ ապահովված են: Ապագայում LightStore-ը կկարողանա մշակել SQL հարցումները և այլն։
Այլ զարգացումներ
2018 թվականի ամռանը Marvell-ը՝ պահեստավորման մշակման ընկերությունը, ներկայացրեց SSD կարգավորիչների նոր շարք՝ հիմնված AI համակարգերի վրա։ Մշակողները ինտեգրել են NVIDIA խորը ուսուցման արագացուցիչները տվյալների կենտրոնների և հաճախորդների հավելվածների ստանդարտ կարգավորիչների մեջ: Արդյունքում նրանք ստեղծեցին ինքնամփոփ ճարտարապետություն, որն ավելի քիչ էներգիա է սպառում դասական SSD կարգավորիչների համեմատ: Ընկերությունը հույս ունի, որ համակարգը կիրառություն կգտնի եզրային հաշվարկների, մեծ տվյալների վերլուծության և IoT-ի մեջ:
Western Digital Blue կրիչների շարքը վերջերս թարմացվել է: Ապրիլին մշակողները ներկայացրել են լուծում՝ WD Blue SSD՝ հիմնված SanDisk տեխնոլոգիաների վրա, որը WD-ն ձեռք է բերել մեկ տարի առաջ։ Թարմացված WD Blue SSD-ներն առաջարկում են բարելավված կատարում և էներգաարդյունավետություն: Ճարտարապետությունը կառուցված է հստակեցման հիման վրա , որն ապահովում է մուտք դեպի PCI Express-ի միջոցով միացված SSD-ներ:
Այս ճշգրտումը բարելավում է SSD կրիչների արդյունավետությունը մեծ թվով միաժամանակյա հարցումներով և արագացնում տվյալների հասանելիությունը: Բացի այդ, NVMe-ն թույլ է տալիս ստանդարտացնել SSD ինտերֆեյսը. ավելի շատ սարքավորումներ արտադրողների համար եզակի դրայվերների, միակցիչների և ձևի գործոնների մշակման համար:
Հեռանկարները
Տվյալների կենտրոնի SSD շուկան շարժվում է դեպի պարզեցված ճարտարապետություն, պահեստավորման բաղադրիչների ավտոմատացում և էներգաարդյունավետության բարձրացում: MIT-ի ինժեներների զարգացումը լուծում է վերջին խնդիրը։ Հեղինակներ որ LightStore-ը կդառնա տվյալների կենտրոններում SSD պահեստավորման արդյունաբերական ստանդարտ: Եվ կարելի է ենթադրել, որ դրա հիման վրա ապագայում կհայտնվեն նոր, էլ ավելի արդյունավետ ճարտարապետներ։
Առաջին բլոգից մի քանի նյութեր կորպորատիվ IaaS-ի մասին.
Source: www.habr.com