Sistēma samazinās enerģijas izmaksas uz pusi.
/ foto CC BY-SA
Kāpēc mums vajadzīga jauna arhitektūra?
Līdz 2030. gadam elektroniskās ierīces patērēs 40% no visas planētas saražotās enerģijas. Aptuveni 20% no šī apjoma nāks no IT sektora un datu centriem. Autors Pēc Eiropas analītiķu domām, datu centri jau “atņem” 1,4% no visas elektroenerģijas. Paredzams, ka šis .
SSD krātuve patērē ievērojamu elektroenerģijas daļu. Laika posmā no 2012. līdz 2017. gadam cietvielu disku īpatsvars datu centros . Lai gan SSD patērē par trešdaļu mazāk enerģijas () nekā HDD, elektrības rēķini joprojām ir lieli datu centru mērogā.
Lai samazinātu datu centra cietvielu disku enerģijas patēriņu, MIT inženieri ir izstrādājuši jaunu SSD atmiņas arhitektūru. To sauc par LightStore, un tas ļauj savienot diskus tieši ar datu centra tīklu, apejot uzglabāšanas serverus. Autors autori, sistēma samazinās enerģijas izmaksas uz pusi.
Kā tas darbojas
LightStore ir zibatmiņas atslēgu vērtību krātuve, kurā lietotāju pieprasījumi tiek kartēti uz diskdziņiem kā atslēgām. Pēc tam tie tiek nosūtīti uz serveri, kas atbrīvo ar šo atslēgu saistītos datus.
Sistēma iebūvēts energoefektīvs procesors, DRAM un NAND atmiņa. To kontrolē kontrolieris un īpaša programmatūra. Kontrolieris ir atbildīgs par darbu ar NAND masīviem, un programmatūra ir atbildīga par KV pieprasījumu apstrādi un atslēgu pāru glabāšanu. Programmatūras arhitektūra ir veidota uz pamata , ko izmanto daudzās mūsdienu DBVS.
Arhitektūras diagrammu var attēlot šādi:
Diagrammā parādīti LightStore pamata komponenti. Mezglu klasteris darbojas ar atslēgu un vērtību pāriem. Lietojumprogrammu serveri ir savienoti ar sistēmu, izmantojot adapterus. Tie pārvērš klientu pieprasījumus (piemēram, fread() no POSIX API) KV pieprasījumos. Arhitektūrai ir arī atsevišķi adapteri , bloks (pamatojoties uz BUSE moduli) un failu krātuves.
Izplatot pieprasījumus, adapteris izmanto . To izmanto tādās sistēmās kā Redis vai Swift. Izmantojot KV pieprasījuma atslēgu, adapteris ģenerē jaucējatslēgu, kuras vērtība identificē mērķa mezglu.
LightStore klastera jauda mērogojas lineāri – vienkārši pievienojiet tīklam papildu mezglus. Dažos gadījumos jums var būt nepieciešams iegādāties jaunus slēdžus. Tomēr izstrādātāji ir aprīkojuši katru mezglu ar papildu slotiem NAND mikroshēmu savienošanai.
Arhitektūras potenciāls
MIT inženieri saka, ka uz LightStore balstītā risinājuma caurlaidspēja ir 620 Mb/s, izmantojot 10 gigabitu Ethernet. Viens mezgls patērē 10 W parasto 20 W vietā (SSD sistēmās, ko mūsdienās izmanto datu centri). Turklāt aprīkojums aizņem pusi vietas.
Tagad izstrādātāji pabeidz dažus aspektus. Piemēram, LightStore nevar strādāt ar diapazona vaicājumiem un maziem vaicājumiem. Šīs funkcijas tiks pievienotas nākotnē, jo LightStore izmanto LSM kokus. Tāpat sistēmai joprojām ir ierobežots adapteru komplekts – tiek atbalstīti YCSB un blokadapteri. Nākotnē LightStore varēs apstrādāt SQL vaicājumus utt.
Citas norises
2018. gada vasarā uzglabāšanas izstrādes uzņēmums Marvell ieviesa jaunu SSD kontrolleru līniju, kuras pamatā ir AI sistēmas. Izstrādātāji ir integrējuši NVIDIA dziļās mācīšanās paātrinātājus datu centru un klientu lietojumprogrammu standarta kontrolleros. Rezultātā viņi izveidoja autonomu arhitektūru, kas patērē mazāk enerģijas, salīdzinot ar klasiskajiem SSD kontrolleriem. Uzņēmums cer, ka sistēma atradīs pielietojumu malu skaitļošanā, lielo datu analīzē un IoT.
Western Digital Blue disku līnija ir nesen atjaunināta. Aprīlī izstrādātāji prezentēja risinājumu – uz SanDisk tehnoloģijām balstīto WD Blue SSD, ko WD iegādājās pirms gada. Atjauninātie WD Blue SSD piedāvā uzlabotu veiktspēju un energoefektivitāti. Arhitektūra ir veidota, pamatojoties uz specifikāciju , kas nodrošina piekļuvi SSD, kas savienoti, izmantojot PCI Express.
Šī specifikācija uzlabo SSD disku efektivitāti ar lielu skaitu vienlaicīgu pieprasījumu un paātrina piekļuvi datiem. Turklāt NVMe ļauj standartizēt SSD interfeisu - vairāk aparatūras ražotājiem unikālu draiveru, savienotāju un formas faktoru izstrādei.
Perspektīvas
Datu centru SSD tirgus virzās uz vienkāršotu arhitektūru, uzglabāšanas komponentu automatizāciju un paaugstinātu energoefektivitāti. MIT inženieru attīstība atrisina pēdējo problēmu. Autori ka LightStore kļūs par nozares standartu SSD uzglabāšanai datu centros. Un mēs varam pieņemt, ka nākotnē uz tā bāzes parādīsies jaunas, vēl efektīvākas arhitektūras.
Vairāki materiāli no pirmā emuāra par korporatīvo IaaS:
Avots: www.habr.com