{"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\/sv\/blog\/administrirovanie\/novyj-tip-ssd-hranilishh-sokratit-energopotreblenie-v-tsod-kak-eto-rabotaet","title":{"rendered":"En ny typ av SSD-lagring kommer att minska energif\u00f6rbrukningen i datacenter \u2013 hur fungerar det?","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Systemet kommer att halvera elkostnaderna.<\/h5>\n

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

Varf\u00f6r beh\u00f6vs en ny arkitektur<\/h2>\n

\nEnligt Data Centre Dynamics<\/a><\/noindex>, \u00e5r 2030 kommer elektroniska apparater att konsumera 40% av all energi som produceras p\u00e5 jorden. Ungef\u00e4r 20% av denna m\u00e4ngd kommer att komma fr\u00e5n IT-sektorn och datacenter. Enligt data<\/noindex> europeiska analytiker kommer datacenter redan att \"ta\" 1,4% av all elektricitet. Det f\u00f6rv\u00e4ntas att denna siffra kommer att v\u00e4xa till 5% \u00e5r 2020.<\/a><\/noindex>.
\n<\/a><\/noindex>
\nEn betydande del av energin konsumeras av SSD-lagringsenheter. Mellan 2012 och 2017 \u00f6kade andelen SSD:er i datacenter fr\u00e5n 8 till 22%.<\/a><\/noindex>\u00c4ven om SSD:er anv\u00e4nder en tredjedel mindre kraft (PDF, s. 13<\/a><\/noindex>), \u00e4r elkostnaderna fortfarande stora i datacenter.<\/p>\n

F\u00f6r att minska energif\u00f6rbrukningen hos SSD:er i datacenter har ingenj\u00f6rer vid MIT utvecklat en ny arkitektur f\u00f6r SSD-lagring. Den kallas LightStore och g\u00f6r det m\u00f6jligt att koppla lagringsenheterna direkt till datacentrets n\u00e4tverk, utan att g\u00e5 via lagringsservrar. Enligt ord<\/a><\/noindex> f\u00f6rfattarna kommer systemet att halvera elkostnaderna.<\/p>\n

Hur det fungerar<\/h2>\n

\nLightStore \u00e4r en nyckel-v\u00e4rde flash-lagring d\u00e4r anv\u00e4ndarf\u00f6rfr\u00e5gningar till lagringsenheterna visas som nycklar. Dessa skickas sedan till en server som frig\u00f6r data kopplad till denna nyckel.<\/p>\n

Systemet inneh\u00e5ller<\/noindex> den inbyggda energieffektiva processorn, DRAM och NAND-minnet. Den styrs av en kontrollenhet och speciell programvara. Kontrollern ansvarar f\u00f6r att hantera NAND-arrayerna, medan programvaran hanterar KV-f\u00f6rfr\u00e5gningar och lagrar nyckel-par. Arkitekturen av programvaran bygger p\u00e5<\/a><\/noindex>LSM-tr\u00e4d<\/p>\n

, som anv\u00e4nds i m\u00e5nga moderna databashanteringssystem.<\/p>\n

\"En
\n
\nArkitekturens schema kan visualiseras som f\u00f6ljer: Schemat visar de grundl\u00e4ggande komponenterna i LightStore. Kluster av noder arbetar med nyckel-v\u00e4rde-par. Applikationsservrar ansluter till systemet via adaptrar. Dessa omvandlar klientf\u00f6rfr\u00e5gningar (t.ex. fread() fr\u00e5n POSIX API) till KV-f\u00f6rfr\u00e5gningar. Arkitekturen har ocks\u00e5 separata adaptrar f\u00f6r<\/a><\/noindex>YCSB<\/p>\n

, blocklagring (baserat p\u00e5 BUSE-modulen) och filsystem. Genom att f\u00f6rdela f\u00f6rfr\u00e5gningar anv\u00e4nder adaptern<\/a><\/noindex>konsistent hashning. Denna anv\u00e4nds i system som Redis eller Swift. Genom nyckeln f\u00f6r KV-f\u00f6rfr\u00e5gan genererar adaptern en hashnyckel, vars v\u00e4rde best\u00e4mmer den m\u00e5linvertering.<\/p>\n

Kapaciteten f\u00f6r LightStore-klustret skalas linj\u00e4rt - det r\u00e4cker med att ansluta ytterligare noder till n\u00e4tverket. I vissa fall kan det vara n\u00f6dv\u00e4ndigt att k\u00f6pa nya switchar. Men utvecklarna har f\u00f6rsett varje nod med extra platser f\u00f6r att ansluta NAND-chip.<\/p>\n

Potentialen i arkitekturen<\/h2>\n

\nIngenj\u00f6rer fr\u00e5n MIT s\u00e4ger att kapaciteten f\u00f6r l\u00f6sningen baserad p\u00e5 LightStore \u00e4r 620 Mbit\/s f\u00f6r 10-gigabit Ethernet. En nod f\u00f6rbrukar 10 W ist\u00e4llet f\u00f6r de vanliga 20 W (i SSD-system som anv\u00e4nds av datacenter idag). Dessutom tar utrustningen upp dubbelt s\u00e5 lite plats.<\/p>\n

Nu arbetar utvecklarna med att f\u00f6rb\u00e4ttra vissa aspekter. Till exempel kan LightStore inte hantera f\u00f6rfr\u00e5gningar \u00f6ver intervall och sm\u00e5 f\u00f6rfr\u00e5gningar. Dessa funktioner kommer att l\u00e4ggas till i framtiden, eftersom LightStore anv\u00e4nder LSM-tr\u00e4d. Systemet har ocks\u00e5 f\u00f6r n\u00e4rvarande ett begr\u00e4nsat antal adaptrar - YCSB- och block-adaptrar st\u00f6ds. I framtiden kommer LightStore att kunna hantera SQL-f\u00f6rfr\u00e5gningar och andra.<\/p>\n

Andra utvecklingar<\/h2>\n

\nSommaren 2018 presenterade Marvell, f\u00f6retaget som utvecklar lagringssystem, en ny serie SSD-kontroller baserade p\u00e5 AI-system. Utvecklarna integrerade NVIDIA:s acceleratorer f\u00f6r djupinl\u00e4rning i standardkontrollere f\u00f6r datacenter och klientapplikationer. Resultatet blev en sj\u00e4lvst\u00e4ndig arkitektur som f\u00f6rbrukar mindre energi j\u00e4mf\u00f6rt med klassiska SSD-kontroller. F\u00f6retaget hoppas att systemet kommer att hitta till\u00e4mpningar inom kantber\u00e4kningar, analys av stora data och IoT.<\/p>\n

Nyligen uppdaterades serien av lagringsenheter fr\u00e5n Western Digital Blue. I april presenterade utvecklarna en l\u00f6sning - WD Blue SSD baserad p\u00e5 teknologier fr\u00e5n SanDisk, som WD f\u00f6rv\u00e4rvade f\u00f6r ett \u00e5r sedan. De uppdaterade WD Blue SSD:erna utm\u00e4rker sig genom \u00f6kad prestanda och energieffektivitet. Arkitekturen har byggts p\u00e5 specifikationen NVMe<\/a><\/noindex>, vilket \u00f6ppnar upp f\u00f6r \u00e5tkomst till SSD:er anslutna via PCI Express.<\/p>\n

Denna specifikation \u00f6kar effektiviteten hos SSD-lagringsenheter med ett stort antal samtidiga f\u00f6rfr\u00e5gningar och p\u00e5skyndar \u00e5tkomsten till data. Dessutom g\u00f6r NVMe det m\u00f6jligt att standardisera gr\u00e4nssnittet f\u00f6r SSD - h\u00e5rdvarutillverkare beh\u00f6ver inte l\u00e4ngre sl\u00f6sa resurser<\/a><\/noindex> p\u00e5 att utveckla unika drivrutiner, anslutningar och formfaktorer.<\/p>\n

Framtidsutsikter<\/h2>\n

\nMarknaden f\u00f6r SSD-lagringsenheter i datacentra g\u00e5r mot en f\u00f6renkling av arkitekturen, automatisering av lagringskomponenternas arbete och \u00f6kad energieffektivitet. Ingenj\u00f6rernas utveckling fr\u00e5n MIT l\u00f6ser den senare uppgiften. F\u00f6rfattarna r\u00e4knar med<\/a><\/noindex>, att LightStore kommer att bli branschstandard f\u00f6r SSD-lagring i datacenter. Man kan anta att det i framtiden kommer att dyka upp nya, \u00e4nnu mer effektiva arkitekturer baserade p\u00e5 detta.<\/p>\n

\nN\u00e5gra material fr\u00e5n Den F\u00f6rsta bloggen om f\u00f6retags-IaaS:<\/p>\n