[מחשוב-על 2019]. אחסון רב ענן כאזור יישום לכונני Kingston DC1000M החדשים

תארו לעצמכם שאתם משיקים עסק רפואי חדשני - בחירה אישית של תרופות המבוססת על ניתוח הגנום האנושי. לכל חולה יש 3 מיליארד זוגות גנים, ושרת רגיל במעבדי x86 ייקח מספר ימים לחישוב. אתה יודע שאתה יכול להאיץ את התהליך בשרת עם מעבד FPGA שמקביל חישובים על פני אלפי שרשורים. זה ישלים את חישוב הגנום בעוד כשעה. ניתן לשכור שרתים כאלה משירותי האינטרנט של אמזון (AWS). אבל זה העניין: הלקוח, בית החולים, מתנגד באופן מוחלט להצבת נתונים גנטיים בענן של הספק. מה עלי לעשות? קינגסטון והסטארט-אפ בענן הציגו ארכיטקטורה בתערוכת Supercomputing-2019 אחסון MultiCloud פרטי (PMCS), מה שפותר את הבעיה הזו.

שלושה תנאים למחשוב ביצועים גבוהים

חישוב הגנום האנושי אינו המשימה היחידה בתחום המחשוב עתיר הביצועים (HPC, High Performance Computing). מדענים מחשבים שדות פיזיים, מהנדסים מחשבים חלקי מטוס, אנשי כספים מחשבים מודלים כלכליים, ויחד הם מנתחים נתונים גדולים, בונים רשתות עצביות ועורכים חישובים רבים אחרים ומורכבים.

שלושת התנאים של HPC הם כוח מחשוב עצום, אחסון גדול ומהיר מאוד ותפוקת רשת גבוהה. לכן, הפרקטיקה המקובלת לביצוע חישובי LPC היא במרכז הנתונים של החברה עצמה (on-premises) או אצל ספק בענן.

אבל לא לכל החברות יש מרכזי נתונים משלהן, ואלו שלעתים קרובות כן נחותים ממרכזי נתונים מסחריים במונחים של יעילות משאבים (דרושות הוצאות הון כדי לרכוש ולעדכן חומרה ותוכנה, לשלם עבור כוח אדם מיומן וכו'). ספקי ענן, להיפך, מציעים משאבי IT לפי מודל העלות התפעולית של "Pay-as-you-go", כלומר. דמי השכירות נגבים רק עבור תקופת השימוש. עם השלמת החישובים, ניתן להסיר שרתים מהחשבון, ובכך לחסוך בתקציבי IT. אבל אם יש איסור חקיקתי או תאגידי על העברת נתונים לספק, מחשוב HPC בענן אינו זמין.

אחסון MultiCloud פרטי

ארכיטקטורת ה-Private MultiCloud Storage נועדה לספק גישה לשירותי ענן תוך השארה פיזית של הנתונים עצמם באתר הארגוני או בתא מאובטח נפרד של מרכז הנתונים באמצעות שירות colocation. בעיקרו של דבר, זהו מודל מחשוב מבוזר ממוקד נתונים שבו שרתי ענן עובדים עם מערכות אחסון מרוחקות מענן פרטי. בהתאם, באמצעות אותו אחסון נתונים מקומי, תוכלו לעבוד עם שירותי ענן מהספקים הגדולים ביותר: AWS, MS Azure, Google Cloud Platform וכו'.

כשהציג דוגמה ליישום PMCS בתערוכת Supercomputing-2019, קינגסטון הציג דוגמה של מערכת אחסון נתונים בעלת ביצועים גבוהים (SSD) המבוססת על כונני SSD DC1000M, ואחת מהסטארט-אפים בענן הציגה תוכנת ניהול StorOne S1 עבור תוכנה- אחסון מוגדר וערוצי תקשורת ייעודיים עם ספקי ענן גדולים.

יש לציין כי PMCS, כמודל עבודה של מחשוב ענן עם אחסון פרטי, מיועדת לשוק צפון אמריקה עם קישוריות רשת מפותחת בין מרכזי נתונים הנתמכים על תשתית AT&T ו-Equinix. לפיכך, הפינג בין מערכת אחסון משותף בכל צומת Equinix Cloud Exchange לבין ענן AWS הוא פחות מאלפית שנייה אחת (מקור: ITProToday).

בהדגמה של ארכיטקטורת ה-PMCS שהוצגה בתערוכה, מערכת האחסון בדיסקים של DC1000M NVMe אותרה ב-colocation, ומכונות וירטואליות הותקנו בענני AWS, MS Azure ו-Google Cloud Platform, אשר פינגרו זה לזה. אפליקציית שרת-לקוח עבדה מרחוק עם מערכת האחסון Kingston ושרתי HP DL380 במרכז הנתונים, ובאמצעות תשתית ערוצי התקשורת של Equinix, ניגשה לפלטפורמות הענן של הספקים הגדולים הנ"ל.

שקף מתוך המצגת של Private MultiCloud Storage בתערוכת Supercomputing-2019. מקור: קינגסטון

תוכנה בעלת פונקציונליות דומה לניהול הארכיטקטורה של אחסון מולטי-ענן פרטי מוצעת על ידי חברות שונות. גם המונחים של ארכיטקטורה זו יכולים להישמע אחרת - Private MultiCloud Storage או Private Storage for Cloud.

"מחשבי העל של היום מריצים מגוון יישומי HPC שנמצאים בחזית ההתקדמות, מחיפושי נפט וגז וכלה בחיזוי מזג אוויר, שווקים פיננסיים ופיתוח טכנולוגיה חדשה", אמר קית' שימנטי, מנהל ניהול SSD ארגוני בקינגסטון. "יישומי HPC אלה דורשים התאמה הרבה יותר גדולה בין ביצועי המעבד ומהירות ה-I/O. אנו גאים לשתף כיצד פתרונות קינגסטון מסייעים להניע פריצות דרך בתחום המחשוב, ומספקים את הביצועים הדרושים בסביבות ויישומי המחשוב הקיצוניים ביותר בעולם."

כונן DC1000M ודוגמה למערכת אחסון המבוססת עליו

DC1000M U.2 NVMe SSD תוכנן על ידי Kingston עבור מרכז הנתונים ותוכנן במיוחד עבור יישומי נתונים עתירי נתונים ויישומי HPC כגון בינה מלאכותית (AI) ויישומי למידת מכונה (ML).

כונן DC1000M U.2 NVMe 3.84TB. מקור: קינגסטון

כונני DC1000M U.2 מבוססים על זיכרון Intel 96D NAND 3 שכבות, הנשלט על ידי בקר Silicon Motion SM2270 (PCIe 3.0 ו-NVMe 3.0). ה-Silicon Motion SM2270 הוא בקר NVMe ארגוני בעל 16 נתיבים עם ממשק PCIe 3.0 x8, אפיק נתונים כפול של 32 סיביות DRAM ושלושה מעבדי ARM Cortex R5 כפולים.

DC1000M של קיבולות שונות מוצעות לשחרור: מ-0.96 עד 7.68 TB (היכולות הפופולריות ביותר הן לפי ההערכות 3.84 ו-7.68 TB). ביצועי הכונן מוערכים ב-800 אלף IOPS.

מערכת אחסון עם 10x DC1000M U.2 NVMe 7.68 TB. מקור: קינגסטון

כדוגמה למערכת אחסון ליישומי HPC, קינגסטון הציגה ב-Supercomputing 2019 פתרון מתלה עם 10 כונני DC1000M U.2 NVMe, כל אחד בקיבולת של 7.68 TB. מערכת האחסון מבוססת על SB122A-PH, פלטפורמת 1U מבית AIC. מעבדים: 2x Intel Xeon CPU E5-2660, Kingston DRAM 128 GB (8x16 GB) DDR4-2400 (מספר חלק: KSM24RS4/16HAI). מערכת ההפעלה המותקנת היא אובונטו 18.04.3 LTS, ליבת לינוקס גרסה 5.0.0-31. מבחן gfio v3.13 (בודק I/O גמיש) הראה ביצועי קריאה של 5.8 מיליון IOPS עם תפוקה של 23.8 Gbps.

מערכת האחסון שהוצגה הראתה מאפיינים מרשימים במונחים של קריאה יציבה של 5,8 מיליון IOPS (פעולות קלט-פלט בשנייה). זהו שני סדרי גודל מהיר יותר מאשר כונני SSD עבור מערכות בשוק המוני. מהירות קריאה זו נחוצה עבור יישומי HPC הפועלים על מעבדים מיוחדים.

HPC מחשוב ענן עם אחסון פרטי ברוסיה

המשימה של ביצוע מחשוב בעל ביצועים גבוהים אצל הספק, אך אחסון פיזי של נתונים מקומיים, רלוונטית גם עבור חברות רוסיות. מקרה שכיח נוסף בעסקים מקומיים הוא כאשר, בעת שימוש בשירותי ענן זרים, הנתונים חייבים להיות ממוקמים בשטח הפדרציה הרוסית. ביקשנו תגובה על המצבים הללו מטעם ספקית הענן Selectel כשותפה ותיקה של קינגסטון.

"ברוסיה אפשר לבנות ארכיטקטורה דומה, עם שירות ברוסית וכל מסמכי הדיווח למחלקת הנהלת החשבונות של הלקוח. אם חברה צריכה לבצע מחשוב בעל ביצועים גבוהים באמצעות מערכות אחסון מקומיות, אנו בחברת Selectel משכירים שרתים עם מעבדים מסוגים שונים, לרבות FPGA, GPU או מעבדים מרובי ליבות. בנוסף, באמצעות שותפים, אנו מארגנים הנחת ערוץ אופטי ייעודי בין משרד הלקוח למרכז הנתונים שלנו", אומר אלכסנדר טוגוב, מנהל פיתוח שירותים בחברת Selectel. - הלקוח יכול גם למקם את מערכת האחסון שלו ב-colocation בחדר מחשבים עם מצב גישה מיוחד ולהריץ אפליקציות הן בשרתים שלנו והן בעננים של הספקים העולמיים AWS, MS Azure, Google Cloud. כמובן, עיכוב האות במקרה האחרון יהיה גבוה יותר מאשר אם מערכת האחסון של הלקוח הייתה ממוקמת בארה"ב, אך יסופק חיבור רב-ענני בפס רחב".

במאמר הבא נדבר על פתרון נוסף של קינגסטון, שהוצג בתערוכת Supercomputing 2019 (דנבר, קולורדו, ארה"ב) ומיועד ליישומי למידת מכונה וניתוח ביג דאטה באמצעות GPUs. זוהי טכנולוגיית GPUDirect Storage, המספקת העברת נתונים ישירה בין אחסון NVMe וזיכרון מעבד GPU. ובנוסף, נסביר כיצד הצלחנו להשיג מהירות קריאת נתונים של 5.8 מיליון IOPS במערכת אחסון מדף על דיסקי NVMe.

למידע נוסף על מוצרי Kingston Technology, אנא בקר אתר החברה.

מקור: www.habr.com