ຕົວດຸ່ນດ່ຽງການໂຫຼດ CPU ໃໝ່ຈາກ MIT

ລະບົບ Shenango ໄດ້ຖືກວາງແຜນທີ່ຈະໃຊ້ໃນສູນຂໍ້ມູນ.

/ ຮູບ Marco verch CC BY

ອີງຕາມການຫນຶ່ງຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການ, ສູນຂໍ້ມູນ ການນໍາໃຊ້ ພຽງແຕ່ 20-40% ຂອງພະລັງງານຄອມພິວເຕີທີ່ມີຢູ່. ເມື່ອໂຫຼດສູງຕົວຊີ້ວັດນີ້ ສາ​ມາດ​ບັນ​ລຸ 60​%. ການແຜ່ກະຈາຍຂອງຊັບພະຍາກອນນີ້ນໍາໄປສູ່ການເກີດຂື້ນຂອງອັນທີ່ເອີ້ນວ່າ "ເຄື່ອງແມ່ຂ່າຍ zombie". ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນເຄື່ອງຈັກທີ່ນັ່ງຢູ່ບໍ່ໄດ້ຕະຫຼອດເວລາ, ສູນເສຍພະລັງງານ. ມື້ນີ້ 30% ຂອງເຄື່ອງແມ່ຂ່າຍໃນໂລກ ບໍ່ມີວຽກເຮັດ​ໂດຍ​ການ​ຊົມ​ໃຊ້​ໄຟຟ້າ​ເປັນ​ມູນ​ຄ່າ 30 ຕື້​ໂດ​ລາ​ສະຫະລັດ​ຕໍ່​ປີ.

MIT ຕັດສິນໃຈຕໍ່ສູ້ກັບການໃຊ້ຊັບພະຍາກອນຄອມພິວເຕີທີ່ບໍ່ມີປະສິດທິພາບ.

ທີມງານວິສະວະກໍາ ໄດ້ພັດທະນາ ລະບົບການດຸ່ນດ່ຽງການໂຫຼດຂອງໂປເຊດເຊີທີ່ເອີ້ນວ່າ Shenango. ຈຸດ​ປະ​ສົງ​ຂອງ​ມັນ​ແມ່ນ​ເພື່ອ​ຕິດ​ຕາມ​ກວດ​ກາ​ສະ​ຖາ​ນະ​ຂອງ​ການ​ແກ້​ໄຂ​ຫນ້າ​ວຽກ​ແລະ​ການ​ແຈກ​ຢາຍ​ຂະ​ບວນ​ການ​ຕິດ (ທີ່​ບໍ່​ສາ​ມາດ​ໄດ້​ຮັບ​ການ​ໃຊ້​ເວ​ລາ CPU​) ກັບ​ເຄື່ອງ​ຟຣີ​.

Shenango ເຮັດວຽກແນວໃດ

Shenango ເປັນຫ້ອງສະຫມຸດ Linux ໃນ C ທີ່ມີການຜູກມັດ Rust ແລະ C ++. ລະຫັດໂຄງການແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການທົດສອບໄດ້ຖືກຈັດພີມມາຢູ່ໃນ ຄັງເກັບມ້ຽນ ໃນ GitHub.

ການແກ້ໄຂແມ່ນອີງໃສ່ IOKernel algorithm, ເຊິ່ງເຮັດວຽກຢູ່ໃນຫຼັກທີ່ອຸທິດຕົນຂອງລະບົບ multiprocessor. ມັນຈັດການການຮ້ອງຂໍ CPU ໂດຍໃຊ້ກອບ DPDK, ເຊິ່ງອະນຸຍາດໃຫ້ແອັບພລິເຄຊັນຕິດຕໍ່ສື່ສານໂດຍກົງກັບອຸປະກອນເຄືອຂ່າຍ.

IOKernel ຕັດສິນໃຈວ່າ kernels ໃດຈະມອບໝາຍໜ້າທີ່ສະເພາະໃຫ້. ສູດການຄິດໄລ່ຍັງຕັດສິນໃຈວ່າຈະຕ້ອງການຈັກແກນ. ສໍາລັບແຕ່ລະຂະບວນການ, ແກນຕົ້ນຕໍ (ຮັບປະກັນ) ແລະເພີ່ມເຕີມ (burstable) ຖືກກໍານົດ - ສຸດທ້າຍແມ່ນເປີດຕົວໃນກໍລະນີທີ່ມີຈໍານວນການຮ້ອງຂໍທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ CPU.

ແຖວການຮ້ອງຂໍ IOKernel ຖືກຈັດເປັນ ring buffer. ທຸກໆຫ້າ microseconds, algorithm ກວດເບິ່ງວ່າວຽກງານທັງຫມົດທີ່ມອບຫມາຍໃຫ້ຫຼັກໄດ້ສໍາເລັດ. ເພື່ອເຮັດສິ່ງນີ້, ມັນປຽບທຽບສະຖານທີ່ໃນປະຈຸບັນຂອງຫົວຂອງ buffer ກັບຕໍາແຫນ່ງທີ່ຜ່ານມາຂອງຫາງຂອງມັນ. ຖ້າຫາກວ່າມັນ turns ໃຫ້ເຫັນວ່າຫາງແມ່ນແລ້ວຢູ່ໃນຄິວໃນເວລາຂອງການກວດສອບທີ່ຜ່ານມາ, ລະບົບຈະສັງເກດເຫັນ overload buffer ແລະຈັດສັນແກນເພີ່ມເຕີມສໍາລັບຂະບວນການ.

ເມື່ອແຈກຢາຍການໂຫຼດ, ບຸລິມະສິດແມ່ນໃຫ້ cores ທີ່ຂະບວນການດຽວກັນໄດ້ຖືກປະຕິບັດກ່ອນຫນ້ານີ້ແລະບາງສ່ວນຍັງຄົງຢູ່ໃນ cache, ຫຼືກັບ cores ທີ່ບໍ່ມີປະໂຫຍດ.

Shenango ນອກຈາກນັ້ນໃຊ້ວິທີການ ການລັກເຮັດວຽກ. ຫຼັກທີ່ຖືກຈັດສັນເພື່ອດໍາເນີນການຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຫນຶ່ງຕິດຕາມກວດກາຈໍານວນຂອງວຽກງານເຊິ່ງກັນແລະກັນມີ. ຖ້າຫຼັກຫນຶ່ງສໍາເລັດບັນຊີລາຍຊື່ຂອງຫນ້າວຽກກ່ອນອື່ນ, ຫຼັງຈາກນັ້ນມັນ "ບັນເທົາ" ສ່ວນຫນຶ່ງຂອງການໂຫຼດຈາກປະເທດເພື່ອນບ້ານ.

ຂໍ້ດີແລະຂໍ້ເສຍປຽບ

ໂດຍ ອີງຕາມ ວິສະວະກອນຈາກ MIT, Shenango ມີຄວາມສາມາດປະມວນຜົນຫ້າລ້ານຄໍາຮ້ອງຂໍຕໍ່ວິນາທີແລະຮັກສາເວລາຕອບສະຫນອງສະເລ່ຍຂອງ 37 microseconds. ຜູ້ຊ່ຽວຊານກ່າວວ່າໃນບາງກໍລະນີເຕັກໂນໂລຢີສາມາດເພີ່ມອັດຕາການນໍາໃຊ້ໂປເຊດເຊີໃນສູນຂໍ້ມູນເຖິງ 100%. ດັ່ງນັ້ນ, ຜູ້ປະກອບການສູນຂໍ້ມູນຈະສາມາດປະຫຍັດການຊື້ແລະບໍາລຸງຮັກສາເຄື່ອງແມ່ຂ່າຍ.

ທ່າແຮງການແກ້ໄຂ ສະເຫຼີມສະຫຼອງ ແລະຜູ້ຊ່ຽວຊານຈາກມະຫາວິທະຍາໄລອື່ນໆ. ອີງຕາມອາຈານຈາກສະຖາບັນພາສາເກົາຫຼີ, ລະບົບ MIT ຈະຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມລ່າຊ້າໃນການບໍລິການເວັບ. ຕົວຢ່າງ, ມັນຈະເປັນປະໂຫຍດໃນຮ້ານອອນໄລນ໌. ໃນມື້ຂາຍຍັງມີຄວາມຊັກຊ້າທີສອງໃນການໂຫຼດຫນ້າ ປະເພດ ຫຼຸດລົງໃນຈໍານວນການເບິ່ງເວັບໄຊທ໌ໂດຍ 11%. ການແຈກຢາຍການໂຫຼດທັນທີຈະຊ່ວຍໃຫ້ບໍລິການລູກຄ້າຫຼາຍຂຶ້ນ.

ເຕັກໂນໂລຢີຍັງມີຂໍ້ບົກຜ່ອງ - ມັນບໍ່ໄດ້ສະຫນັບສະຫນູນ multiprocessor ຄຄຊ- ລະບົບທີ່ຊິບເຊື່ອມຕໍ່ກັບໂມດູນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະບໍ່ "ຕິດຕໍ່ສື່ສານ" ກັບກັນແລະກັນ. ໃນກໍລະນີນີ້, IOKernel ສາມາດຄວບຄຸມການເຮັດວຽກຂອງກຸ່ມໂປເຊດເຊີແຍກຕ່າງຫາກ, ແຕ່ບໍ່ແມ່ນຊິບເຊີຟເວີທັງຫມົດ.

/ ຮູບ ທິມ Reckmann CC BY

ເຕັກໂນໂລຊີທີ່ຄ້າຍຄືກັນ

ລະບົບການດຸ່ນດ່ຽງການໂຫຼດຂອງໂປເຊດເຊີອື່ນໆລວມມີ Arachne. ມັນຄິດໄລ່ຈໍານວນແກນທີ່ແອັບພລິເຄຊັນຕ້ອງການເມື່ອມັນເລີ່ມຕົ້ນ, ແລະແຈກຢາຍຂະບວນການຕາມຕົວຊີ້ວັດນີ້. ອີງຕາມຜູ້ຂຽນ, latency ສູງສຸດຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນ Arachne ແມ່ນປະມານ 10 ພັນ microseconds.

ເຕັກໂນໂລຢີໄດ້ຖືກປະຕິບັດເປັນຫ້ອງສະຫມຸດ C ++ ສໍາລັບ Linux, ແລະລະຫັດແຫຼ່ງຂອງມັນແມ່ນມີຢູ່ GitHub.

ເຄື່ອງມືການດຸ່ນດ່ຽງອີກອັນຫນຶ່ງແມ່ນ ZygOS. ເຊັ່ນດຽວກັນກັບ Shenango, ເຕັກໂນໂລຢີໃຊ້ວິທີການລັກຂະໂມຍການເຮັດວຽກເພື່ອແຈກຢາຍຂະບວນການໃຫມ່. ອີງຕາມຜູ້ຂຽນຂອງ ZygOS, ຄວາມລ່າຊ້າຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະເລ່ຍໃນເວລາທີ່ນໍາໃຊ້ເຄື່ອງມືແມ່ນປະມານ 150 ໄມໂຄວິນາທີ, ແລະສູງສຸດແມ່ນປະມານ 450 ໄມໂຄວິນາທີ. ລະຫັດໂຄງການແມ່ນຍັງ ຢູ່ໃນສາທາລະນະ.

ການຄົ້ນພົບ

ສູນຂໍ້ມູນທີ່ທັນສະໄຫມຍັງສືບຕໍ່ຂະຫຍາຍຕົວ. ມີແມ່ນ 430 ສູນຂໍ້ມູນ hyperscale, ແຕ່ໃນຊຸມປີຕໍ່ໄປ, ຈໍານວນຂອງພວກເຂົາອາດຈະເພີ່ມຂຶ້ນ 30%. ດ້ວຍເຫດຜົນນີ້, ເຕັກໂນໂລຢີການດຸ່ນດ່ຽງການໂຫຼດຂອງໂປເຊດເຊີຈະມີຄວາມຕ້ອງການຫຼາຍ. ລະບົບເຊັ່ນ Shenango ມີຢູ່ແລ້ວ ປະຕິບັດ ບໍລິສັດຂະຫນາດໃຫຍ່, ແລະຈໍານວນຂອງເຄື່ອງມືດັ່ງກ່າວຈະເຕີບໂຕພຽງແຕ່ໃນອະນາຄົດ.

ຂໍ້ຄວາມຈາກ blog ທໍາອິດກ່ຽວກັບບໍລິສັດ IaaS:

• ວິທີການປັບປຸງປະສິດທິພາບພະລັງງານຂອງສູນຂໍ້ມູນ
• ສິ່ງທີ່ທ່ານຈໍາເປັນຕ້ອງຮູ້ກ່ຽວກັບ PCI DSS: ສະພາບລວມຂອງມາດຕະຖານ
• ໂລກກ່ອນແລະຫຼັງ: ຊີວິດປ່ຽນແປງແນວໃດກັບການມາຮອດຂອງ DNS Flag Day
• IaaS ຊ່ວຍພັດທະນາທຸລະກິດແນວໃດ: ສາມບັນຫາທີ່ເມຄຈະແກ້ໄຂ
• ການທົດສອບລະບົບ Disk ໃນຄລາວ: ພື້ນຖານແລະຄໍາແນະນໍາ
• 9 ເຄັດ​ລັບ​ທີ່​ເປັນ​ປະ​ໂຫຍດ​ສໍາ​ລັບ​ການ​ຫັນ​ເປັນ​ສະ​ດວກ​ສະ​ບາຍ​ກັບ​ຟັງ​ໄດ້​
• IaaS: ຂັ້ນຕອນທໍາອິດຫຼັງຈາກການເຊົ່າພື້ນຖານໂຄງລ່າງຄລາວ

ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: www.habr.com