{"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\/pt\/blog\/administrirovanie\/novyj-tip-ssd-hranilishh-sokratit-energopotreblenie-v-tsod-kak-eto-rabotaet","title":{"rendered":"Um novo tipo de armazenamento SSD reduzir\u00e1 o consumo de energia no Data Center \u2014 como isso funciona","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
O sistema reduzir\u00e1 os custos de eletricidade pela metade.<\/h5>\n

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

Por que uma nova arquitetura \u00e9 necess\u00e1ria<\/h2>\n

\nSegundo a Data Centre Dynamics<\/a><\/noindex>, at\u00e9 2030, dispositivos eletr\u00f4nicos consumir\u00e3 40% de toda a energia gerada no planeta. Aproximadamente 20% desse volume ser\u00e1 destinado ao setor de TI e aos data centers. De acordo com dados<\/noindex> analistas europeus, os data centers j\u00e1 est\u00e3o consumindo 1,4% de toda a eletricidade. Espera-se que esse n\u00famero cres\u00e7a para 5% at\u00e9 2020<\/a><\/noindex>.
\n<\/a><\/noindex>
\nUma parte significativa da eletricidade \u00e9 consumida por armazenamento SSD. De 2012 a 2017, a participa\u00e7\u00e3o de unidades de estado s\u00f3lido nos data centers aumentou de 8% para 22%<\/a><\/noindex>. Embora os SSDs consumam um ter\u00e7o menos de energia (PDF, p.13<\/a><\/noindex>), as contas de eletricidade nos data centers permanecem altas.<\/p>\n

Para reduzir o consumo de energia dos SSDs nos data centers, engenheiros do MIT desenvolveram uma nova arquitetura de armazenamento SSD. Ela foi nomeada LightStore e permite a conex\u00e3o direta dos dispositivos \u00e0 rede dos data centers, contornando os servidores de armazenamento. De acordo com palavras<\/a><\/noindex> os autores, o sistema reduzir\u00e1 os custos de eletricidade pela metade.<\/p>\n

Como funciona<\/h2>\n

\nLightStore \u00e9 um armazenamento flash do tipo chave-valor, onde as solicita\u00e7\u00f5es do usu\u00e1rio aos dispositivos s\u00e3o representadas como chaves. Depois, s\u00e3o enviadas para um servidor que libera os dados associados a essa chave.<\/p>\n

Sistema cont\u00e9m<\/noindex> um processador integrado eficiente em termos de energia, DRAM e mem\u00f3ria NAND. \u00c9 controlado por um controlador e um software especial. O controlador gere os arrays NAND, enquanto o software \u00e9 respons\u00e1vel pelo processamento de solicita\u00e7\u00f5es KV e armazenamento de pares de chaves. A arquitetura do software \u00e9 baseada em uma \u00e1rvore LSM<\/a><\/noindex>, que \u00e9 usada em muitos sistemas de gerenciamento de banco de dados modernos.<\/p>\n

A estrutura da arquitetura pode ser representada da seguinte forma:<\/p>\n

\"Um
\n
\nO diagrama mostra os componentes b\u00e1sicos da LightStore. Um cluster de n\u00f3s trabalha com pares chave-valor. Os servidores de aplicativo se conectam ao sistema por meio de adaptadores. Eles convertem as solicita\u00e7\u00f5es do cliente (por exemplo, fread() da API POSIX) em solicita\u00e7\u00f5es KV. A arquitetura tamb\u00e9m possui adaptadores separados para YCSB<\/a><\/noindex>, armazenamento em bloco (com base no m\u00f3dulo BUSE) e armazenamento de arquivos.<\/p>\n

Distribuindo as solicita\u00e7\u00f5es, o adaptador utiliza hashing consistente<\/a><\/noindex>. Ele \u00e9 utilizado em sistemas como Redis ou Swift. Com a chave da solicita\u00e7\u00e3o KV, o adaptador gera uma chave de hash, cujo valor determina o n\u00f3 alvo.<\/p>\n

A capacidade do cluster LightStore \u00e9 escal\u00e1vel linearmente \u2014 basta conectar n\u00f3s adicionais \u00e0 rede. Em alguns casos, pode ser necess\u00e1rio adquirir novos switches. No entanto, os desenvolvedores forneceram a cada n\u00f3 slots adicionais para conectar chips NAND.<\/p>\n

O Potencial da Arquitetura<\/h2>\n

\nEngenheiros do MIT afirmam que a largura de banda da solu\u00e7\u00e3o baseada no LightStore \u00e9 de 620 Mbps para Ethernet de 10 gigabits. Um n\u00f3 consome 10 W em vez dos habituais 20 W (em sistemas SSD usados por data centers hoje). Al\u00e9m disso, o equipamento ocupa metade do espa\u00e7o.<\/p>\n

Atualmente, os desenvolvedores est\u00e3o aprimorando alguns aspectos. Por exemplo, o LightStore n\u00e3o \u00e9 capaz de lidar com consultas de intervalo e pequenas consultas. Essas fun\u00e7\u00f5es ser\u00e3o adicionadas no futuro, uma vez que o LightStore utiliza \u00e1rvores LSM. Al\u00e9m disso, o sistema ainda possui um conjunto limitado de adaptadores \u2014 s\u00e3o suportados adaptadores YCSB e de bloco. No futuro, o LightStore poder\u00e1 processar consultas SQL e outras.<\/p>\n

Outros Desenvolvimentos<\/h2>\n

\nNo ver\u00e3o de 2018, a Marvell, empresa desenvolvedora de sistemas de armazenamento, apresentou uma nova linha de controladores SSD baseados em sistemas de IA. Os desenvolvedores integraram aceleradores de aprendizado profundo da NVIDIA nos controladores padr\u00e3o para data centers e aplica\u00e7\u00f5es de clientes. Como resultado, criaram uma arquitetura aut\u00f4noma que consome menos energia em compara\u00e7\u00e3o com controladores SSD cl\u00e1ssicos. A empresa espera que o sistema encontre aplica\u00e7\u00e3o na computa\u00e7\u00e3o de borda, an\u00e1lise de grandes dados e IoT.<\/p>\n

Recentemente, a linha de unidades de armazenamento Western Digital Blue foi atualizada. Em abril, os desenvolvedores apresentaram a solu\u00e7\u00e3o \u2014 WD Blue SSD com base nas tecnologias SanDisk, adquiridas pela WD um ano atr\u00e1s. Os novos WD Blue SSD se destacam por sua maior performance e efici\u00eancia energ\u00e9tica. A arquitetura \u00e9 baseada na especifica\u00e7\u00e3o NVMe<\/a><\/noindex>, que permite o acesso a SSDs conectados via PCI Express.<\/p>\n

Essa especifica\u00e7\u00e3o aumenta a efici\u00eancia operacional de unidades SSD com um grande n\u00famero de consultas simult\u00e2neas e acelera o acesso a dados. Al\u00e9m disso, o NVMe padroniza a interface SSD \u2014 os fabricantes de hardware n\u00e3o precisar\u00e3o mais gastar recursos<\/a><\/noindex> no desenvolvimento de drivers, conectores e formatos \u00fanicos.<\/p>\n

Perspectivas<\/h2>\n

\nO mercado de SSDs para data centers est\u00e1 se movendo em dire\u00e7\u00e3o \u00e0 simplifica\u00e7\u00e3o da arquitetura, automa\u00e7\u00e3o do funcionamento dos componentes de armazenamento e aumento da efici\u00eancia energ\u00e9tica. O desenvolvimento de engenheiros do MIT aborda a \u00faltima quest\u00e3o. Os autores esperam<\/a><\/noindex>, afirmam que o LightStore se tornar\u00e1 o padr\u00e3o da ind\u00fastria para SSDs em data centers. Pode-se supor que, no futuro, novas arquiteturas ainda mais eficientes surgir\u00e3o baseadas nele.<\/p>\n

\nAlguns materiais do Primeiro blog sobre IaaS corporativo:<\/p>\n