Systemet kommer att halvera elkostnaderna.
/ ŃĐŸŃĐŸ CC BY-SA
Varför behövs en ny arkitektur
, Är 2030 kommer elektroniska apparater att konsumera 40% av all energi som produceras pÄ jorden. UngefÀr 20% av denna mÀngd kommer att komma frÄn IT-sektorn och datacenter. Enligt europeiska analytiker kommer datacenter redan att "ta" 1,4% av all elektricitet. Det förvÀntas att denna .
En betydande del av energin konsumeras av SSD-lagringsenheter. Mellan 2012 och 2017 ökade andelen SSD:er i datacenter Ăven om SSD:er anvĂ€nder en tredjedel mindre kraft (), Ă€r elkostnaderna fortfarande stora i datacenter.
För att minska energiförbrukningen hos SSD:er i datacenter har ingenjörer vid MIT utvecklat en ny arkitektur för SSD-lagring. Den kallas LightStore och gör det möjligt att koppla lagringsenheterna direkt till datacentrets nÀtverk, utan att gÄ via lagringsservrar. Enligt författarna kommer systemet att halvera elkostnaderna.
Hur det fungerar
LightStore Àr en nyckel-vÀrde flash-lagring dÀr anvÀndarförfrÄgningar till lagringsenheterna visas som nycklar. Dessa skickas sedan till en server som frigör data kopplad till denna nyckel.
Systemet den inbyggda energieffektiva processorn, DRAM och NAND-minnet. Den styrs av en kontrollenhet och speciell programvara. Kontrollern ansvarar för att hantera NAND-arrayerna, medan programvaran hanterar KV-förfrÄgningar och lagrar nyckel-par. LSM-trÀd
, som anvÀnds i mÄnga moderna databashanteringssystem.
Arkitekturens schema kan visualiseras som följer: YCSB
, blocklagring (baserat pÄ BUSE-modulen) och filsystem. konsistent hashning. Denna anvÀnds i system som Redis eller Swift. Genom nyckeln för KV-förfrÄgan genererar adaptern en hashnyckel, vars vÀrde bestÀmmer den mÄlinvertering.
Kapaciteten för LightStore-klustret skalas linjÀrt - det rÀcker med att ansluta ytterligare noder till nÀtverket. I vissa fall kan det vara nödvÀndigt att köpa nya switchar. Men utvecklarna har försett varje nod med extra platser för att ansluta NAND-chip.
Potentialen i arkitekturen
Ingenjörer frÄn MIT sÀger att kapaciteten för lösningen baserad pÄ LightStore Àr 620 Mbit/s för 10-gigabit Ethernet. En nod förbrukar 10 W istÀllet för de vanliga 20 W (i SSD-system som anvÀnds av datacenter idag). Dessutom tar utrustningen upp dubbelt sÄ lite plats.
Nu arbetar utvecklarna med att förbÀttra vissa aspekter. Till exempel kan LightStore inte hantera förfrÄgningar över intervall och smÄ förfrÄgningar. Dessa funktioner kommer att lÀggas till i framtiden, eftersom LightStore anvÀnder LSM-trÀd. Systemet har ocksÄ för nÀrvarande ett begrÀnsat antal adaptrar - YCSB- och block-adaptrar stöds. I framtiden kommer LightStore att kunna hantera SQL-förfrÄgningar och andra.
Andra utvecklingar
Sommaren 2018 presenterade Marvell, företaget som utvecklar lagringssystem, en ny serie SSD-kontroller baserade pÄ AI-system. Utvecklarna integrerade NVIDIA:s acceleratorer för djupinlÀrning i standardkontrollere för datacenter och klientapplikationer. Resultatet blev en sjÀlvstÀndig arkitektur som förbrukar mindre energi jÀmfört med klassiska SSD-kontroller. Företaget hoppas att systemet kommer att hitta tillÀmpningar inom kantberÀkningar, analys av stora data och IoT.
Nyligen uppdaterades serien av lagringsenheter frÄn Western Digital Blue. I april presenterade utvecklarna en lösning - WD Blue SSD baserad pÄ teknologier frÄn SanDisk, som WD förvÀrvade för ett Är sedan. De uppdaterade WD Blue SSD:erna utmÀrker sig genom ökad prestanda och energieffektivitet. Arkitekturen har byggts pÄ specifikationen , vilket öppnar upp för Ätkomst till SSD:er anslutna via PCI Express.
Denna specifikation ökar effektiviteten hos SSD-lagringsenheter med ett stort antal samtidiga förfrÄgningar och pÄskyndar Ätkomsten till data. Dessutom gör NVMe det möjligt att standardisera grÀnssnittet för SSD - hÄrdvarutillverkare behöver inte lÀngre pÄ att utveckla unika drivrutiner, anslutningar och formfaktorer.
Framtidsutsikter
Marknaden för SSD-lagringsenheter i datacentra gÄr mot en förenkling av arkitekturen, automatisering av lagringskomponenternas arbete och ökad energieffektivitet. Ingenjörernas utveckling frÄn MIT löser den senare uppgiften. Författarna , att LightStore kommer att bli branschstandard för SSD-lagring i datacenter. Man kan anta att det i framtiden kommer att dyka upp nya, Ànnu mer effektiva arkitekturer baserade pÄ detta.
NÄgra material frÄn Den Första bloggen om företags-IaaS:
KĂ€lla: habr.com
