సిస్టమ్ శక్తి ఖర్చులను సగానికి తగ్గిస్తుంది.
/ ఫోటో CC BY-SA
మనకు కొత్త ఆర్కిటెక్చర్ ఎందుకు అవసరం?
2030 నాటికి, ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు గ్రహం మీద ఉత్పత్తి చేయబడిన మొత్తం శక్తిలో 40% వినియోగిస్తాయి. ఈ వాల్యూమ్‌లో దాదాపు 20% IT రంగం మరియు డేటా సెంటర్ల నుండి వస్తుంది. ద్వారా యూరోపియన్ విశ్లేషకుల ప్రకారం, డేటా సెంటర్లు ఇప్పటికే మొత్తం విద్యుత్లో 1,4% "తీసివేసాయి". ఇలా ఉంటుందని భావిస్తున్నారు .
SSD నిల్వ విద్యుత్లో గణనీయమైన భాగాన్ని వినియోగిస్తుంది. 2012 నుండి 2017 వరకు, డేటా సెంటర్లలో సాలిడ్-స్టేట్ డ్రైవ్‌ల వాటా . SSDలు మూడవ వంతు తక్కువ శక్తిని వినియోగిస్తున్నప్పటికీ () HDD కంటే, డేటా కేంద్రాల స్థాయిలో విద్యుత్ బిల్లులు పెద్దగా ఉంటాయి.
డేటా సెంటర్‌లో సాలిడ్-స్టేట్ డ్రైవ్‌ల విద్యుత్ వినియోగాన్ని తగ్గించడానికి, MIT నుండి ఇంజనీర్లు కొత్త SSD స్టోరేజ్ ఆర్కిటెక్చర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. ఇది లైట్‌స్టోర్ అని పిలువబడుతుంది మరియు నిల్వ సర్వర్‌లను దాటవేసి, డేటా సెంటర్ నెట్‌వర్క్‌కు నేరుగా డ్రైవ్‌లను కనెక్ట్ చేయడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. ద్వారా రచయితలు, సిస్టమ్ శక్తి ఖర్చులను సగానికి తగ్గిస్తుంది.
ఎలా పని చేస్తుంది
లైట్‌స్టోర్ అనేది ఫ్లాష్ కీ-విలువ స్టోర్, ఇది వినియోగదారు అభ్యర్థనలను డ్రైవ్‌లకు కీలుగా మ్యాప్ చేస్తుంది. అవి సర్వర్‌కు పంపబడతాయి, అది ఆ కీతో అనుబంధించబడిన డేటాను విడుదల చేస్తుంది.
వ్యవస్థ అంతర్నిర్మిత శక్తి-సమర్థవంతమైన ప్రాసెసర్, DRAM మరియు NAND మెమరీ. ఇది కంట్రోలర్ మరియు ప్రత్యేక సాఫ్ట్‌వేర్ ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది. NAND శ్రేణులతో పని చేయడానికి కంట్రోలర్ బాధ్యత వహిస్తుంది మరియు KV అభ్యర్థనలను ప్రాసెస్ చేయడానికి మరియు కీ జతలను నిల్వ చేయడానికి సాఫ్ట్‌వేర్ బాధ్యత వహిస్తుంది. సాఫ్ట్‌వేర్ ఆర్కిటెక్చర్ ఆధారంగా నిర్మించబడింది , ఇది అనేక ఆధునిక DBMSలలో ఉపయోగించబడుతుంది.
ఆర్కిటెక్చర్ రేఖాచిత్రం క్రింది విధంగా సూచించబడుతుంది:
రేఖాచిత్రం లైట్‌స్టోర్ యొక్క ప్రాథమిక భాగాలను చూపుతుంది. నోడ్ క్లస్టర్ కీ-విలువ జతలపై పనిచేస్తుంది. అప్లికేషన్ సర్వర్లు అడాప్టర్లను ఉపయోగించి సిస్టమ్‌కు కనెక్ట్ చేయబడ్డాయి. వారు క్లయింట్ అభ్యర్థనలను (POSIX API నుండి fread() వంటివి) KV అభ్యర్థనలుగా మారుస్తారు. ఆర్కిటెక్చర్‌కు ప్రత్యేక అడాప్టర్‌లు కూడా ఉన్నాయి , బ్లాక్ (BUSE మాడ్యూల్ ఆధారంగా) మరియు ఫైల్ నిల్వలు.
అభ్యర్థనలను పంపిణీ చేసేటప్పుడు, అడాప్టర్ ఉపయోగిస్తుంది . ఇది Redis లేదా Swift వంటి సిస్టమ్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది. KV అభ్యర్థన కీని ఉపయోగించి, అడాప్టర్ హాష్ కీని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, దీని విలువ లక్ష్య నోడ్‌ను గుర్తిస్తుంది.
లైట్‌స్టోర్ క్లస్టర్ స్కేల్‌ల సామర్థ్యం సరళంగా ఉంటుంది - అదనపు నోడ్‌లను నెట్‌వర్క్‌కు కనెక్ట్ చేయండి. కొన్ని సందర్భాల్లో, మీరు కొత్త స్విచ్‌లను కొనుగోలు చేయాల్సి రావచ్చు. అయినప్పటికీ, డెవలపర్లు NAND చిప్‌లను కనెక్ట్ చేయడానికి ప్రతి నోడ్‌ను అదనపు స్లాట్‌లతో అమర్చారు.
ఆర్కిటెక్చర్ యొక్క సంభావ్యత
MIT ఇంజనీర్లు లైట్‌స్టోర్-ఆధారిత పరిష్కారం 620 గిగాబిట్ ఈథర్‌నెట్‌పై 10 Mbps నిర్గమాంశను కలిగి ఉందని చెప్పారు. ఒక నోడ్ సాధారణ 10 Wకి బదులుగా 20 Wని వినియోగిస్తుంది (నేడు డేటా సెంటర్లు ఉపయోగించే SSD సిస్టమ్‌లలో). అదనంగా, పరికరాలు సగం స్థలాన్ని తీసుకుంటాయి.
ఇప్పుడు డెవలపర్లు కొన్ని అంశాలను ఖరారు చేస్తున్నారు. ఉదాహరణకు, లైట్‌స్టోర్ పరిధి ప్రశ్నలు మరియు చిన్న ప్రశ్నలతో పని చేయదు. లైట్‌స్టోర్ LSM ట్రీలను ఉపయోగిస్తుంది కాబట్టి భవిష్యత్తులో ఈ ఫీచర్‌లు జోడించబడతాయి. అలాగే, సిస్టమ్ ఇప్పటికీ పరిమిత అడాప్టర్లను కలిగి ఉంది - YCSB మరియు బ్లాక్ ఎడాప్టర్‌లకు మద్దతు ఉంది. భవిష్యత్తులో, లైట్‌స్టోర్ SQL ప్రశ్నలను ప్రాసెస్ చేయగలదు.
ఇతర పరిణామాలు
2018 వేసవిలో, మార్వెల్, స్టోరేజ్ డెవలప్‌మెంట్ కంపెనీ, AI సిస్టమ్‌ల ఆధారంగా కొత్త SSD కంట్రోలర్‌లను పరిచయం చేసింది. డెవలపర్లు NVIDIA డీప్ లెర్నింగ్ యాక్సిలరేటర్‌లను డేటా సెంటర్లు మరియు క్లయింట్ అప్లికేషన్‌ల కోసం స్టాండర్డ్ కంట్రోలర్‌లలోకి చేర్చారు. ఫలితంగా, వారు క్లాసిక్ SSD కంట్రోలర్‌లతో పోలిస్తే తక్కువ శక్తిని వినియోగించే స్వీయ-నియంత్రణ నిర్మాణాన్ని సృష్టించారు. సిస్టమ్ ఎడ్జ్ కంప్యూటింగ్, బిగ్ డేటా అనలిటిక్స్ మరియు IoTలో అప్లికేషన్‌ను కనుగొంటుందని కంపెనీ భావిస్తోంది.
వెస్ట్రన్ డిజిటల్ బ్లూ లైన్ డ్రైవ్‌లు ఇటీవల అప్‌డేట్ చేయబడ్డాయి. ఏప్రిల్‌లో, డెవలపర్లు ఒక పరిష్కారాన్ని అందించారు - శాన్‌డిస్క్ టెక్నాలజీల ఆధారంగా WD బ్లూ SSD, ఇది ఒక సంవత్సరం క్రితం WD కొనుగోలు చేసింది. నవీకరించబడిన WD బ్లూ SSDలు మెరుగైన పనితీరు మరియు శక్తి సామర్థ్యాన్ని అందిస్తాయి. వాస్తుశిల్పం స్పెసిఫికేషన్ ఆధారంగా నిర్మించబడింది , ఇది PCI ఎక్స్‌ప్రెస్ ద్వారా కనెక్ట్ చేయబడిన SSDలకు యాక్సెస్‌ని అందిస్తుంది.
ఈ స్పెసిఫికేషన్ పెద్ద సంఖ్యలో ఏకకాల అభ్యర్థనలతో SSD డ్రైవ్‌ల సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది మరియు డేటా యాక్సెస్‌ను వేగవంతం చేస్తుంది. అదనంగా, NVMe SSD ఇంటర్‌ఫేస్‌ను ప్రామాణికం చేయడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది - హార్డ్‌వేర్ తయారీదారుల కోసం మరిన్ని ప్రత్యేకమైన డ్రైవర్లు, కనెక్టర్లు మరియు ఫారమ్ కారకాల అభివృద్ధి కోసం.
అవకాశాలు
డేటా సెంటర్ SSD మార్కెట్ సరళీకృత నిర్మాణం, నిల్వ భాగాల ఆటోమేషన్ మరియు పెరిగిన శక్తి సామర్థ్యం వైపు కదులుతోంది. MIT నుండి ఇంజనీర్ల అభివృద్ధి తరువాతి సమస్యను పరిష్కరిస్తుంది. రచయితలు డేటా సెంటర్లలో SSD నిల్వ కోసం LightStore పరిశ్రమ ప్రమాణంగా మారుతుంది. మరియు భవిష్యత్తులో కొత్త, మరింత సమర్థవంతమైన నిర్మాణాలు దాని ఆధారంగా కనిపిస్తాయి అని మేము ఊహించవచ్చు.
కార్పొరేట్ IaaS గురించి మొదటి బ్లాగ్ నుండి అనేక అంశాలు:
మూలం: www.habr.com