{"id":32381,"date":"2019-10-31T21:46:44","date_gmt":"2019-10-31T18:46:44","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/novyj-tip-ssd-hranilishh-sokratit-energopotreblenie-v-tsod-kak-eto-rabotaet\/"},"modified":"2019-10-31T21:46:44","modified_gmt":"2019-10-31T18:46:44","slug":"novyj-tip-ssd-hranilishh-sokratit-energopotreblenie-v-tsod-kak-eto-rabotaet","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/pl\/blog\/administrirovanie\/novyj-tip-ssd-hranilishh-sokratit-energopotreblenie-v-tsod-kak-eto-rabotaet","title":{"rendered":"Nowy typ pami\u0119ci SSD zmniejszy zu\u017cycie energii w centrum danych \u2014 jak to dzia\u0142a","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
System obni\u017cy koszty energii elektrycznej o po\u0142ow\u0119.<\/h5>\n

\n\"Nowy<\/a><\/noindex>
\n\/ \u0444\u043e\u0442\u043e Andy Melton<\/a><\/noindex> CC BY-SA<\/i><\/p>\n

Po co potrzebna jest nowa architektura<\/h2>\n

\nWed\u0142ug Data Centre Dynamics<\/a><\/noindex>, do 2030 roku urz\u0105dzenia elektroniczne b\u0119d\u0105 konsumowa\u0107 40% ca\u0142ej energii produkowanej na \u015bwiecie. Oko\u0142o 20% z tej kwoty przypadnie na sektor IT i centra danych. Wed\u0142ug danych<\/noindex> europejskich analityk\u00f3w, centra danych ju\u017c \u201ezabieraj\u0105\u201d 1,4% ca\u0142ej energii elektrycznej. Oczekuje si\u0119, \u017ce ta liczba wzro\u015bnie do 5% do 2020 roku<\/a><\/noindex>.
\n<\/a><\/noindex>
\nZnaczn\u0105 cz\u0119\u015b\u0107 energii elektrycznej konsumuj\u0105 pami\u0119ci SSD. W okresie od 2012 do 2017 roku udzia\u0142 pami\u0119ci flash w centrach danych wzr\u00f3s\u0142 z 8 do 22%<\/a><\/noindex>. Chocia\u017c SSD zu\u017cywaj\u0105 o jedn\u0105 trzeci\u0105 mniej mocy (PDF, str.13<\/a><\/noindex>), ni\u017c HDD, w skali centr\u00f3w danych rachunki za energi\u0119 pozostaj\u0105 wysokie.<\/p>\n

Aby obni\u017cy\u0107 zu\u017cycie energii przez pami\u0119ci SSD w centrach danych, in\u017cynierowie z MIT opracowali now\u0105 architektur\u0119 pami\u0119ci SSD. Zyska\u0142a ona nazw\u0119 LightStore i pozwala na bezpo\u015brednie pod\u0142\u0105czanie pami\u0119ci do sieci centr\u00f3w danych, omijaj\u0105c serwery pami\u0119ci. Wed\u0142ug s\u0142owami<\/a><\/noindex> autor\u00f3w, system obni\u017cy koszty energii elektrycznej o po\u0142ow\u0119.<\/p>\n

Jak to dzia\u0142a<\/h2>\n

\nLightStore to pami\u0119\u0107 flash typu klucz-warto\u015b\u0107, w kt\u00f3rej zapytania u\u017cytkownik\u00f3w do pami\u0119ci s\u0105 przedstawiane jako klucze. Nast\u0119pnie s\u0105 one przesy\u0142ane do serwera, kt\u00f3ry zwalnia dane zwi\u0105zane z tym kluczem.<\/p>\n

System zawiera<\/noindex> wbudowany energooszcz\u0119dny procesor, pami\u0119\u0107 DRAM i NAND. Zarz\u0105dzaj\u0105 ni\u0105 kontroler oraz specjalne oprogramowanie. Kontroler odpowiada za prac\u0119 z zestawami NAND, a oprogramowanie \u2013 za przetwarzanie zapyta\u0144 KV i przechowywanie par kluczy. Architektura oprogramowania oparta jest na drzewie LSM<\/a><\/noindex>, kt\u00f3re jest u\u017cywane w wielu nowoczesnych systemach DBMS.<\/p>\n

Schemat architektury mo\u017cna przedstawi\u0107 w nast\u0119puj\u0105cy spos\u00f3b:<\/p>\n

\"Nowy
\n
\nNa schemacie przedstawione s\u0105 podstawowe komponenty LightStore. Klaster w\u0119z\u0142\u00f3w pracuje z parami klucz-warto\u015b\u0107. Serwery aplikacji \u0142\u0105cz\u0105 si\u0119 z systemem za pomoc\u0105 adapter\u00f3w. Przekszta\u0142caj\u0105 one zapytania klient\u00f3w (na przyk\u0142ad, fread() z API POSIX) w zapytania KV. Architektura ma tak\u017ce oddzielne adaptery dla YCSB<\/a><\/noindex>, pami\u0119ci blokowych (na bazie modu\u0142u BUSE) i pami\u0119ci plikowych.<\/p>\n

Rozdzielaj\u0105c zapytania, adapter u\u017cywa sp\u00f3jnego haszowania<\/a><\/noindex>. Jego zastosowanie znajduje si\u0119 w systemach takich jak Redis czy Swift. Przy u\u017cyciu klucza zapytania KV adapter generuje klucz haszuj\u0105cy, kt\u00f3rego warto\u015b\u0107 wyznacza docelowy w\u0119ze\u0142.<\/p>\n

Pojemno\u015b\u0107 klastra LightStore skalowalnie ro\u015bnie \u2014 wystarczy pod\u0142\u0105czy\u0107 dodatkowe w\u0119z\u0142y do sieci. W niekt\u00f3rych przypadkach mo\u017ce by\u0107 konieczne zakupienie nowych prze\u0142\u0105cznik\u00f3w. Jednak tw\u00f3rcy wyposa\u017cyli ka\u017cdy w\u0119ze\u0142 w dodatkowe sloty do pod\u0142\u0105czenia chip\u00f3w NAND.<\/p>\n

Potencja\u0142 architektury<\/h2>\n

\nIn\u017cynierowie z MIT twierdz\u0105, \u017ce przepustowo\u015b\u0107 rozwi\u0105zania opartego na LightStore wynosi 620 Mbit\/s dla 10-gigabitowego Ethernetu. Jeden w\u0119ze\u0142 pobiera 10 W w por\u00f3wnaniu do standardowych 20 W (w systemach SSD u\u017cywanych obecnie w centrach danych). Ponadto sprz\u0119t zajmuje dwa razy mniej miejsca.<\/p>\n

Obecnie tw\u00f3rcy pracuj\u0105 nad pewnymi kwestiami. Na przyk\u0142ad LightStore nie obs\u0142uguje zapyta\u0144 w zakresie i ma\u0142ych zapyta\u0144. Te funkcje zostan\u0105 dodane w przysz\u0142o\u015bci, poniewa\u017c LightStore korzysta z drzew LSM. System ma r\u00f3wnie\u017c ograniczony zestaw adapter\u00f3w \u2014 obs\u0142ugiwane s\u0105 adaptery YCSB i blokowe. W przysz\u0142o\u015bci LightStore b\u0119dzie m\u00f3g\u0142 obs\u0142ugiwa\u0107 zapytania SQL i inne.<\/p>\n

Inne osi\u0105gni\u0119cia<\/h2>\n

\nLatem 2018 roku firma Marvell, deweloper system\u00f3w pami\u0119ci masowej, zaprezentowa\u0142a now\u0105 lini\u0119 kontroler\u00f3w SSD opartych na systemach AI. Deweloperzy wdro\u017cyli akceleratory g\u0142\u0119bokiego uczenia NVIDIA do standardowych kontroler\u00f3w dla centr\u00f3w danych i aplikacji klienckich. W rezultacie stworzyli autonomiczn\u0105 architektur\u0119, kt\u00f3ra zu\u017cywa mniej energii w por\u00f3wnaniu do klasycznych kontroler\u00f3w SSD. Firma ma nadziej\u0119, \u017ce system znajdzie zastosowanie w obliczeniach brzegowych, analizie du\u017cych zbior\u00f3w danych oraz IoT.<\/p>\n

Niedawno zaktualizowano lini\u0119 dysk\u00f3w Western Digital Blue. W kwietniu tw\u00f3rcy zaprezentowali rozwi\u0105zanie \u2014 WD Blue SSD oparte na technologiach SanDisk, kt\u00f3re WD naby\u0142o rok temu. Uaktualnione WD Blue SSD wyr\u00f3\u017cniaj\u0105 si\u0119 zwi\u0119kszon\u0105 wydajno\u015bci\u0105 i efektywno\u015bci\u0105 energetyczn\u0105. Architektura zbudowana jest na podstawie specyfikacji NVMe<\/a><\/noindex>, kt\u00f3ra otwiera dost\u0119p do SSD pod\u0142\u0105czonych przez PCI Express.<\/p>\n

Ta specyfikacja zwi\u0119ksza efektywno\u015b\u0107 pracy dysk\u00f3w SSD przy du\u017cej liczbie r\u00f3wnoczesnych zapyta\u0144 i przyspiesza dost\u0119p do danych. Dodatkowo NVMe pozwala standaryzowa\u0107 interfejs SSD \u2014 producenci sprz\u0119tu nie musz\u0105 ju\u017c wydawa\u0107 zasob\u00f3w<\/a><\/noindex> na opracowywanie unikalnych sterownik\u00f3w, z\u0142\u0105czy i format\u00f3w.<\/p>\n

Perspektywy<\/h2>\n

\nRynek dysk\u00f3w SSD dla centr\u00f3w danych zmierza w kierunku uproszczenia architektury, automatyzacji dzia\u0142ania komponent\u00f3w magazynowych i zwi\u0119kszenia efektywno\u015bci energetycznej. Opracowanie in\u017cynier\u00f3w z MIT rozwi\u0105zuje ostatni problem. Autorzy licz\u0105<\/a><\/noindex>, \u017ce LightStore stanie si\u0119 standardem przemys\u0142owym dla dysk\u00f3w SSD w centrach danych. Mo\u017cna przypuszcza\u0107, \u017ce w przysz\u0142o\u015bci na jego podstawie pojawi\u0105 si\u0119 nowe, jeszcze bardziej efektywne architektury.<\/p>\n

\nKilka materia\u0142\u00f3w z Pierwszego bloga o korporacyjnym IaaS:<\/p>\n