Neie CPU Lastbalancer vum MIT

De Shenango System ass geplangt fir an Datenzenteren ze benotzen.

Neie CPU Lastbalancer vum MIT
/ Foto Marco verch CC BY

No ee vun de Fournisseuren, Daten Zentren benotzen nëmmen 20–40% vun der verfügbarer Rechenkraaft. Bei héijer Lasten dësen Indikator kann 60% erreechen. Dës Verdeelung vu Ressourcen féiert zum Entstoe vu sougenannten "Zombie-Server". Dëst sinn Maschinnen déi meeschtens idle sëtzen, Energie verschwenden. Haut 30% vun Serveren op der Welt sinn ouni Aarbecht, verbraucht $30 Milliarden Wäert vun Stroum pro Joer.

MIT huet decidéiert déi ineffizient Notzung vu Rechenressourcen ze bekämpfen.

Engineering Team entwéckelt huet Prozessor Belaaschtung System genannt Shenango. Säin Zweck ass den Zoustand vum Taskbuffer ze iwwerwaachen an d'Stéck Prozesser (déi keng CPU Zäit kréien kënnen) op gratis Maschinnen ze verdeelen.

Wéi Shenango Wierker

Shenango ass eng Linux Bibliothéik an C mat Rust a C++ Bindungen. De Projet Code an Test Uwendungen ginn publizéiert an Repositories op GitHub.

D'Léisung baséiert op dem IOKernel Algorithmus, deen op engem speziellen Kär vun engem Multiprozessor System leeft. Et geréiert CPU Ufroe mat engem Kader DPDK, wat erlaabt Uwendungen direkt mat Netzwierkapparater ze kommunizéieren.

Den IOKernel entscheet op wéi eng Kernel eng spezifesch Aufgab delegéiert gëtt. Den Algorithmus entscheet och wéivill Käre gebraucht ginn. Fir all Prozess sinn d'Haaptkären (garantéiert) an zousätzlech (burstable) bestëmmt - déi lescht ginn am Fall vun enger schaarfer Erhéijung vun der Unzuel vun Ufroen un d'CPU gestart.

D'IOKernel Ufro Schlaang ass organiséiert als ringbuffer. All fënnef Mikrosekonnen kontrolléiert den Algorithmus fir ze kucken ob all Aufgaben, déi dem Kär zougewisen sinn, fäerdeg sinn. Fir dëst ze maachen, vergläicht et déi aktuell Positioun vum Kapp vum Puffer mat der viregter Positioun vu sengem Schwanz. Wann et sech erausstellt datt de Schwanz schonn an der Schlaang war an der Zäit vum virege Scheck, notéiert de System de Puffer Iwwerlaascht an verdeelt en zousätzleche Kär fir de Prozess.

Wann Dir d'Laascht verdeelt, gëtt Prioritéit u Käre gegeben, op deenen dee selwechte Prozess virdru ausgeführt gouf an deelweis am Cache bliwwen ass, oder all Idle Cores.

Neie CPU Lastbalancer vum MIT

Shenango hëlt zousätzlech d'Approche Aarbecht klauen. D'Cores zougewisen fir eng Applikatioun ze lafen iwwerwaachen d'Zuel vun den Aufgaben déi all aner hunn. Wann ee Kär seng Lëscht vun Aufgaben virun deenen aneren ofschléisst, da "entléisst" en Deel vun der Laascht vu sengen Noperen.

Virdeeler an Nodeeler

By geméiss Ingenieuren vum MIT, Shenango ass fäeg fënnef Milliounen Ufroe pro Sekonn ze veraarbecht an eng duerchschnëttlech Äntwertzäit vun 37 Mikrosekonnen ze halen. D'Experten soen datt an e puer Fäll d'Technologie d'Verwäertungsquote vun de Prozessoren an de Rechenzentren op 100% erhéijen. Als Resultat kënnen d'Datenzenterbetreiber op de Kaf an Ënnerhalt vu Server spueren.

Léisung Potential feieren a Spezialisten aus aneren Universitéiten. Laut engem Professer vun engem koreanesche Institut, wäert de MIT System hëllefen d'Verspéidungen an de Webservicer ze reduzéieren. Zum Beispill wäert et an Online Geschäfter nëtzlech sinn. Op Verkafsdeeg gëtt et souguer eng zweet Verspéidung beim Luede vun de Säiten z'erreechen zu enger Ofsenkung vun der Unzuel vun de Site Meenungen ëm 11%. Prompt Lastverdeelung hëlleft méi Clienten ze déngen.

D'Technologie huet nach ëmmer Nodeeler - et ënnerstëtzt net Multiprocessor NUMA-Systemer an deenen Chips mat verschiddene Erënnerungsmoduler verbonne sinn an net mateneen "kommunizéieren". An dësem Fall kann IOKernel d'Operatioun vun enger separater Grupp vu Prozessoren regléieren, awer net all Serverchips.

Neie CPU Lastbalancer vum MIT
/ Foto Tim Reckmann CC BY

Ähnlech Technologien

Aner Prozessor Belaaschtungssystemer enthalen Arachne. Et berechent wéivill Kären eng Applikatioun brauch wann se ufänkt, a verdeelt Prozesser no dësem Indikator. Laut den Autoren ass déi maximal Latenz vun enger Applikatioun an Arachne ongeféier 10 Tausend Mikrosekonnen.

D'Technologie gëtt als C ++ Bibliothéik fir Linux implementéiert, a säi Quellcode ass verfügbar op GitHub.

En anert Balancéierungsinstrument ass ZygOS. Wéi Shenango benotzt d'Technologie d'Aarbechtsstealmethod fir Prozesser ze verdeelen. Laut den Autoren vun ZygOS ass déi duerchschnëttlech Applikatiounslatenz beim Gebrauch vum Tool ongeféier 150 Mikrosekonnen, an de Maximum ass ongeféier 450 Mikrosekonnen. De Projet Code ass och ass am Domaine public.

Conclusiounen

Modern Datenzenter wuessen weider.Den wuessenden Trend fällt besonnesch um Maart vun den Hyperskala-Datenzentren op: elo op der Welt existéiert 430 Hyperskala-Datenzentren, awer an den nächste Jore kann hir Zuel ëm 30% eropgoen. Aus dësem Grond wäerte Prozessor Laaschtbalancéierungstechnologien a grousser Nofro sinn. Systemer wéi Shenango si scho verfügbar ëmsetzen grouss Entreprisen, an d'Zuel vun esou Tools wäert nëmmen an Zukunft wuessen.

Posts vum First Enterprise IaaS Blog:

Source: will.com

Setzt e Commentaire