MIT बाट नयाँ CPU लोड ब्यालेन्सर

Shenango प्रणाली डाटा केन्द्रहरूमा प्रयोग गर्ने योजना छ।

/ फोटो मार्को वर्च CC BY

एक प्रदायकका अनुसार, डाटा सेन्टरहरू प्रयोग गर्नुहोस् उपलब्ध कम्प्युटिङ पावरको २०-४०% मात्र। उच्च भार मा यो सूचक 60% पुग्न सक्छ। स्रोतहरूको यो वितरणले तथाकथित "जोम्बी सर्भरहरू" को उद्भव निम्त्याउँछ। यी मेसिनहरू हुन् जुन धेरैजसो निष्क्रिय बस्छन्, ऊर्जा बर्बाद गर्छन्। आज संसारमा सर्भरहरूको 30% कामविहीन छन्, प्रति वर्ष $ 30 बिलियन मूल्यको बिजुली खपत।

MIT ले कम्प्युटिङ स्रोतहरूको अकुशल प्रयोगलाई रोक्ने निर्णय गर्यो।

ईन्जिनियरि team् टोली विकसित भएको छ प्रोसेसर लोड सन्तुलन प्रणाली Shenango भनिन्छ। यसको उद्देश्य टास्क बफरको अवस्थाको अनुगमन गर्नु र अड्किएको प्रक्रियाहरू (जसले CPU समय प्राप्त गर्न सक्दैन) नि:शुल्क मेसिनहरूमा पुन: वितरण गर्नु हो।

Shenango कसरी काम गर्दछ

Shenango रस्ट र C++ बाइन्डिङको साथ C मा लिनक्स पुस्तकालय हो। परियोजना कोड र परीक्षण अनुप्रयोगहरू प्रकाशित छन् भण्डारहरू GitHub मा।

समाधान IOKernel एल्गोरिथ्ममा आधारित छ, जुन बहुप्रोसेसर प्रणालीको समर्पित कोरमा चल्छ। यसले फ्रेमवर्क प्रयोग गरेर CPU अनुरोधहरू प्रबन्ध गर्दछ DPDK, जसले अनुप्रयोगहरूलाई नेटवर्क उपकरणहरूसँग सीधा सञ्चार गर्न अनुमति दिन्छ।

IOKernel ले निर्णय गर्छ कि कुन कर्नेललाई कुनै विशेष कार्य प्रत्यायोजन गर्ने। एल्गोरिथ्मले कति कोरहरू आवश्यक हुनेछ भनेर पनि निर्णय गर्दछ। प्रत्येक प्रक्रियाको लागि, मुख्य कोरहरू (ग्यारेन्टी गरिएको) र थपहरू (फर्टेबल) निर्धारण गरिन्छ - पछिल्लो CPU मा अनुरोधहरूको संख्यामा तीव्र वृद्धिको घटनामा सुरू गरिन्छ।

IOKernel अनुरोध लाम यस रूपमा व्यवस्थित गरिएको छ घण्टी बफर। प्रत्येक पाँच माइक्रोसेकेन्डमा, एल्गोरिदमले कोरमा तोकिएका सबै कार्यहरू पूरा भएको छ कि छैन भनेर जाँच गर्छ। यो गर्नको लागि, यसले बफरको टाउकोको हालको स्थानलाई यसको पुच्छरको अघिल्लो स्थितिसँग तुलना गर्दछ। यदि यो बाहिर जान्छ कि पुच्छर पहिले नै अघिल्लो जाँचको समयमा लाममा थियो, प्रणालीले बफर ओभरलोड नोट गर्दछ र प्रक्रियाको लागि अतिरिक्त कोर आवंटित गर्दछ।

लोड वितरण गर्दा, प्राथमिकता कोरहरूलाई दिइन्छ जसमा उही प्रक्रिया पहिले कार्यान्वयन गरिएको थियो र आंशिक रूपमा क्यासमा रह्यो, वा कुनै निष्क्रिय कोरहरूमा।

Shenango थप रूपमा दृष्टिकोण लिन्छ काम चोरी। एउटा एप्लिकेसन चलाउनको लागि आवंटित कोरहरूले एकअर्कासँग भएका कार्यहरूको संख्या निगरानी गर्दछ। यदि एक कोरले अरूको अगाडि आफ्नो कार्यहरूको सूची समाप्त गर्छ, त्यसपछि यसले छिमेकीहरूबाट भारको अंश "मुक्त" गर्दछ।

शक्ति र कमजोरीहरू

द्वारा को अनुसार MIT, Shenango का इन्जिनियरहरू प्रति सेकेन्ड 37 मिलियन अनुरोधहरू प्रशोधन गर्न र 100 माइक्रोसेकेन्डको औसत प्रतिक्रिया समय कायम राख्न सक्षम छन्। विज्ञहरू भन्छन् कि केहि अवस्थामा टेक्नोलोजीले डाटा केन्द्रहरूमा प्रोसेसरहरूको उपयोग दर XNUMX% सम्म बढाउन सक्छ। फलस्वरूप, डाटा सेन्टर अपरेटरहरूले सर्भरहरूको खरिद र मर्मतमा बचत गर्न सक्षम हुनेछन्।

समाधान सम्भावित मनाउनु र अन्य विश्वविद्यालयका विशेषज्ञहरू। कोरियाली संस्थानका एक प्राध्यापकका अनुसार एमआईटी प्रणालीले वेब सेवाहरूमा हुने ढिलाइ कम गर्न मद्दत गर्नेछ। उदाहरण को लागी, यो अनलाइन स्टोर मा उपयोगी हुनेछ। बिक्री दिनहरूमा पृष्ठ लोड गर्न दोस्रो ढिलाइ पनि हुन्छ приводит साइट हेराइको संख्यामा 11% को कमी। तत्काल लोड वितरणले थप ग्राहकहरूलाई सेवा दिन मद्दत गर्नेछ।

प्रविधिमा अझै पनि कमजोरीहरू छन् - यसले बहुप्रोसेसरलाई समर्थन गर्दैन NUMA-प्रणालीहरू जसमा चिपहरू विभिन्न मेमोरी मोड्युलहरूमा जडान हुन्छन् र एकअर्कासँग "संचार" गर्दैनन्। यस अवस्थामा, IOKernel ले प्रोसेसरहरूको छुट्टै समूहको सञ्चालनलाई विनियमित गर्न सक्छ, तर सबै सर्भर चिपहरू होइन।

/ फोटो टिम रेकम्यान CC BY

समान प्रविधिहरू

अन्य प्रोसेसर लोड सन्तुलन प्रणाली Arachne समावेश छ। यसले गणना गर्छ कि कति कोर एप सुरु हुन्छ, र यो सूचक अनुसार प्रक्रियाहरू वितरण गर्दछ। लेखकहरूको अनुसार, Arachne मा एक आवेदन को अधिकतम विलम्बता लगभग 10 हजार माइक्रोसेकेन्ड छ।

टेक्नोलोजी लिनक्सको लागि C++ पुस्तकालयको रूपमा लागू गरिएको छ, र यसको स्रोत कोड उपलब्ध छ GitHub.

अर्को सन्तुलन उपकरण ZygOS हो। Shenango जस्तै, प्रविधिले प्रक्रियाहरू पुन: वितरण गर्न काम चोरी विधि प्रयोग गर्दछ। ZygOS का लेखकहरूका अनुसार, उपकरण प्रयोग गर्दा औसत अनुप्रयोग विलम्बता लगभग 150 माइक्रोसेकेन्ड छ, र अधिकतम 450 माइक्रोसेकेन्डको बारेमा छ। परियोजना संहिता पनि छ सार्वजनिक डोमेनमा छ.

निष्कर्ष

आधुनिक डाटा केन्द्रहरू विस्तार गर्न जारी छ। बढ्दो प्रवृत्ति हाइपरस्केल डाटा केन्द्रहरूको बजारमा विशेष गरी उल्लेखनीय छ: अब संसारमा अवस्थित छ 430 हाइपरस्केल डाटा केन्द्रहरू, तर आगामी वर्षहरूमा तिनीहरूको संख्या 30% ले बढ्न सक्छ। यस कारणका लागि, प्रोसेसर लोड सन्तुलन प्रविधिहरूको ठूलो माग हुनेछ। Shenango जस्ता प्रणालीहरू पहिले नै उपलब्ध छन् कार्यान्वयन गर्ने ठूला निगमहरू, र त्यस्ता उपकरणहरूको संख्या भविष्यमा मात्र बढ्नेछ।

कर्पोरेट IaaS को बारेमा पहिलो ब्लगबाट पोष्टहरू:

• डेटा केन्द्रको ऊर्जा दक्षता कसरी सुधार गर्ने
• तपाईलाई PCI DSS बारे जान्न आवश्यक छ: मानक सिंहावलोकन
• संसार अघि र पछि: DNS झण्डा दिवस को आगमन संग जीवन कसरी परिवर्तन भयो
• कसरी IaaS ले व्यवसाय विकास गर्न मद्दत गर्दछ: क्लाउडले समाधान गर्ने तीन समस्याहरू
• क्लाउडमा डिस्क प्रणाली परीक्षण गर्दै: आधारभूत र सुझावहरू
• क्लाउडमा सहज संक्रमणको लागि 9 उपयोगी सुझावहरू
• IaaS: क्लाउड पूर्वाधार भाडामा लिएपछि पहिलो चरणहरू

स्रोत: www.habr.com