Sistem bo zmanjšal stroške energije za polovico.
/ fotografija CC BY-SA
Zakaj potrebujemo novo arhitekturo?
Do leta 2030 bodo elektronske naprave porabile 40 % vse energije, proizvedene na planetu. Približno 20 % tega obsega bo prišlo iz sektorja IT in podatkovnih centrov. Avtor: Po podatkih evropskih analitikov podatkovni centri že zdaj »odvzamejo« 1,4 % vse električne energije. Pričakovati je, da to .
Pomnilnik SSD porabi precejšen del električne energije. V obdobju od 2012 do 2017 se je delež pogonov SSD v podatkovnih centrih . Čeprav SSD diski porabijo tretjino manj energije () kot trdi disk, ostajajo računi za elektriko visoki v obsegu podatkovnih centrov.
Da bi zmanjšali porabo energije pogonov SSD v podatkovnem centru, so inženirji iz MIT razvili novo arhitekturo za shranjevanje SSD. Imenuje se LightStore in omogoča neposredno povezavo pogonov z omrežjem podatkovnega centra, mimo strežnikov za shranjevanje. Avtor: avtorjev bo sistem zmanjšal stroške energije za polovico.
Kako to deluje
LightStore je flash shramba ključev in vrednosti, ki preslika uporabniške zahteve na pogone kot ključe. Nato se pošljejo strežniku, ki sprosti podatke, povezane s tem ključem.
Sistem vgrajen energijsko učinkovit procesor, DRAM in NAND pomnilnik. Upravlja ga krmilnik in posebna programska oprema. Krmilnik je odgovoren za delo z nizi NAND, programska oprema pa za obdelavo zahtev KV in shranjevanje parov ključev. Arhitektura programske opreme je zgrajena na podlagi , ki se uporablja v številnih sodobnih DBMS-jih.
Arhitekturni diagram je lahko predstavljen na naslednji način:
Diagram prikazuje osnovne komponente LightStore. Grozd vozlišč deluje na parih ključ-vrednost. Aplikacijski strežniki so na sistem povezani s pomočjo adapterjev. Pretvorijo zahteve strank (kot je fread() iz API-ja POSIX) v zahteve KV. Arhitektura ima tudi ločene adapterje za , blok (na osnovi modula BUSE) in shramba datotek.
Pri distribuciji zahtev uporablja adapter . Uporablja se v sistemih, kot sta Redis ali Swift. Z uporabo ključa zahteve KV vmesnik ustvari zgoščeni ključ, katerega vrednost identificira ciljno vozlišče.
Zmogljivost gruče LightStore se linearno povečuje - samo povežite dodatna vozlišča v omrežje. V nekaterih primerih boste morda morali kupiti nova stikala. Vendar pa so razvijalci vsako vozlišče opremili z dodatnimi režami za povezovanje čipov NAND.
Potencial arhitekture
Inženirji MIT pravijo, da ima rešitev, ki temelji na LightStore, prepustnost 620 Mbps preko 10 Gigabit Ethernet. Eno vozlišče porabi 10 W namesto običajnih 20 W (v sistemih SSD, ki jih danes uporabljajo podatkovni centri). Poleg tega oprema zavzame polovico manj prostora.
Zdaj razvijalci zaključujejo nekatere vidike. LightStore na primer ne more delovati s poizvedbami obsega in majhnimi poizvedbami. Te funkcije bodo dodane v prihodnosti, saj LightStore uporablja drevesa LSM. Prav tako ima sistem še vedno omejen nabor adapterjev - podprti so YCSB in blok adapterji. V prihodnosti bo LightStore lahko obdelal SQL poizvedbe itd.
Drugi dogodki
Poleti 2018 je Marvell, podjetje za razvoj pomnilnikov, predstavilo novo linijo krmilnikov SSD, ki temeljijo na sistemih AI. Razvijalci so integrirali pospeševalnike globokega učenja NVIDIA v standardne krmilnike za podatkovne centre in odjemalske aplikacije. Posledično so ustvarili samostojno arhitekturo, ki v primerjavi s klasičnimi SSD krmilniki porabi manj energije. Podjetje upa, da bo sistem našel uporabo v robnem računalništvu, analitiki velikih podatkov in IoT.
Linija pogonov Western Digital Blue je bila pred kratkim posodobljena. Aprila so razvijalci predstavili rešitev - WD Blue SSD, ki temelji na tehnologijah SanDisk, ki ga je WD kupil pred letom dni. Posodobljeni diski SSD WD Blue ponujajo izboljšano zmogljivost in energetsko učinkovitost. Arhitektura je zgrajena na podlagi specifikacije , ki omogoča dostop do SSD diskov, povezanih preko PCI Express.
Ta specifikacija izboljša učinkovitost pogonov SSD z velikim številom hkratnih zahtev in pospeši dostop do podatkov. Poleg tega NVMe omogoča standardizacijo vmesnika SSD – več za proizvajalce strojne opreme za razvoj edinstvenih gonilnikov, priključkov in faktorjev oblike.
Obeti
Trg podatkovnih centrov SSD se premika proti poenostavljeni arhitekturi, avtomatizaciji komponent za shranjevanje in povečani energetski učinkovitosti. Slednji problem rešuje razvoj inženirjev z MIT. Avtorji da bo LightStore postal industrijski standard za SSD shranjevanje v podatkovnih centrih. In lahko domnevamo, da se bodo v prihodnosti na njegovi osnovi pojavile nove, še bolj učinkovite arhitekture.
Nekaj gradiv iz prvega bloga o korporativnem IaaS:
Vir: www.habr.com