Ny karazana fitahirizana SSD vaovao dia hampihena ny fanjifana angovo ao amin'ny foibe data - ny fomba fiasa

Ny rafitra dia hampihena ny vidin'ny angovo amin'ny antsasany.

Ny karazana fitahirizana SSD vaovao dia hampihena ny fanjifana angovo ao amin'ny foibe data - ny fomba fiasa
/ sary Andy Melton CC BY-SA

Nahoana isika no mila maritrano vaovao?

Araka ny tombantomban'ny Data Center DynamicsAmin'ny taona 2030, ny fitaovana elektronika dia handany ny 40% amin'ny angovo azo avy amin'ny planeta. Manodidina ny 20% amin'ity boky ity no ho avy amin'ny sehatry ny IT sy ivon-toerana. ny tahirin-kevitra Araka ny filazan'ny mpandinika Eoropeana, efa "manala" ny 1,4% amin'ny herinaratra rehetra ny foibe angona. Andrasana izany hiakatra ho 5% izany amin’ny taona 2020.

Ny fitahirizana SSD dia mandany ampahany betsaka amin'ny herinaratra. Ao anatin'ny vanim-potoana manomboka amin'ny 2012 ka hatramin'ny 2017, ny ampahany amin'ny fiara mafy orina ao amin'ny foibe data. Nitombo hatramin'ny 8 ka hatramin'ny 22%. Na dia mandany hery fahatelo fahatelo aza ny SSD (PDF, pejy 13) noho ny HDD, ny faktioran-jiro dia mijanona ho lehibe amin'ny ambaratongan'ny ivontoerana data.

Mba hampihenana ny fanjifana herinaratra amin'ny fiara mafy orina ao amin'ny foibe data, ny injeniera avy amin'ny MIT dia namolavola rafitra fitahirizana SSD vaovao. Antsoina hoe LightStore izy io ary ahafahanao mampifandray mivantana ny fiara amin'ny tambajotran'ny foibe data, mandingana ny mpizara fitahirizana. ny araka mpanoratra, hampihena ny vidin'ny angovo amin'ny antsasany ny rafitra.

Inona no manao izany asa

LightStore dia fivarotana sanda tselatra izay manome sarintany ny fangatahan'ny mpampiasa ho fanalahidy. Avy eo dia alefa any amin'ny mpizara izy ireo, izay mamoaka ny angona mifandray amin'io fanalahidy io.

rafitra misy processeur mahomby amin'ny angovo, DRAM ary fahatsiarovana NAND. Izy io dia fehezin'ny controller sy logiciel manokana. Ny mpanara-maso dia tompon'andraikitra amin'ny fiaraha-miasa amin'ny NAND arrays, ary ny rindrambaiko dia tompon'andraikitra amin'ny fanodinana ny fangatahana KV sy ny fitehirizana ireo mpivady fanalahidy. Ny rafitra rindrambaiko dia miorina amin'ny fototra LSM hazo, izay ampiasaina amin'ny DBMS maoderina maro.

Ny diagrama architecture dia azo aseho toy izao:

Ny karazana fitahirizana SSD vaovao dia hampihena ny fanjifana angovo ao amin'ny foibe data - ny fomba fiasa

Ny kisary dia mampiseho ireo singa fototra amin'ny LightStore. Ny kluster node dia miasa amin'ny mpivady manan-danja. Ny lohamilina fampiharana dia mifandray amin'ny rafitra mampiasa adaptatera. Mamadika ny fangatahan'ny mpanjifa izy ireo (toy ny fread() avy amin'ny POSIX API) ho fangatahana KV. Ny maritrano koa dia manana adaptatera misaraka ho an'ny YCSB, sakana (mifototra amin'ny maody BUSE) ary fitehirizana rakitra.

Rehefa mizara fangatahana dia mampiasa ny adaptatera hashing tsy miovaova. Ampiasaina amin'ny rafitra toa an'i Redis na Swift. Amin'ny fampiasana ny fanalahidin'ny fangatahana KV, ny adaptatera dia mamorona fanalahidin'ny hash izay mamaritra ny node kendrena ny sandany.

Ny fahafahan'ny kluster LightStore dia mibaribary - ampifandraiso fotsiny ny node fanampiny amin'ny tambajotra. Amin'ny toe-javatra sasany, mety mila mividy switch vaovao ianao. Na izany aza, ny mpamorona dia nametraka ny node tsirairay miaraka amin'ny slot fanampiny hampifandraisana ny chips NAND.

Ny mety ho an'ny Architecture

Nilaza ny injeniera MIT fa ny vahaolana miorina amin'ny LightStore dia manana 620 Mbps mihoatra ny 10 Gigabit Ethernet. Ny node iray dia mandany 10 W fa tsy ny 20 W mahazatra (amin'ny rafitra SSD ampiasain'ny ivontoerana data ankehitriny). Ankoatra izany, ny fitaovana dia maka ny antsasaky ny habaka.

Amin'izao fotoana izao, ny mpamorona dia mamarana ny lafiny sasany. Ohatra, ny LightStore dia tsy afaka miasa amin'ny fangatahana isan-karazany sy fanontaniana kely. Ireo endri-javatra ireo dia hanampy amin'ny ho avy, satria LightStore dia mampiasa hazo LSM. Ary koa, ny rafitra dia mbola manana andiana adapter voafetra - YCSB sy ny adapter block dia tohanana. Amin'ny ho avy, LightStore dia ho afaka hikarakara ny fangatahana SQL, sns.

Fivoarana hafa

Tamin'ny fahavaratry ny taona 2018, Marvell, orinasam-pampandrosoana fitahirizana, dia nampiditra tsipika vaovao an'ny mpifehy SSD mifototra amin'ny rafitra AI. Ny mpamorona dia nampiditra ny accelerators fianarana lalina NVIDIA amin'ny fanaraha-maso mahazatra ho an'ny foibe data sy ny fampiharana mpanjifa. Vokatr'izany dia namorona maritrano tokana izy ireo izay mandany hery kely kokoa raha oharina amin'ireo mpanara-maso SSD mahazatra. Manantena ny orinasa fa hahita fampiharana amin'ny computing edge, analytics data lehibe ary IoT ny rafitra.

Nohavaozina vao haingana ny tsipika Western Digital Blue. Tamin'ny volana aprily, nanolotra vahaolana ny mpamorona - ny WD Blue SSD miorina amin'ny teknolojia SanDisk, izay azon'ny WD herintaona lasa izay. Ny WD Blue SSDs nohavaozina dia manolotra fampandehanana tsara kokoa sy fahombiazana amin'ny angovo. Ny maritrano dia naorina amin'ny fototry ny famaritana NVMe, izay manome fidirana amin'ny SSD mifandray amin'ny PCI Express.

Ity famaritana ity dia manatsara ny fahombiazan'ny SSD drive miaraka amin'ny fangatahana simultaneous marobe ary manafaingana ny fidirana angona. Fanampin'izany, ny NVMe dia ahafahanao manara-penitra ny interface SSD - bebe kokoa ho an'ny mpanamboatra fitaovana tsy mila mandany harena ho an'ny fampivoarana mpamily tsy manam-paharoa, mpampitohy ary endrika endrika.

fanantenana

Ny tsenan'ny data center SSD dia mandroso mankany amin'ny maritrano tsotsotra, automatique ny singa fitahirizana ary ny fitomboan'ny angovo. Ny fampandrosoana ny injeniera avy amin'ny MIT dia mamaha ity olana farany ity. mpanoratra miantehitrafa ny LightStore dia ho lasa fenitry ny indostrian'ny fitahirizana SSD amin'ny foibe data. Ary azontsika atao ny mihevitra fa amin'ny ho avy dia hisy architectures vaovao sy mahomby kokoa noho izany.

Fitaovana maromaro avy amin'ny bilaogy Voalohany momba ny orinasa IaaS:

Source: www.habr.com

Add a comment