Babawasan ng system ang mga gastos sa enerhiya ng kalahati.
/ larawan CC BY-SA
Bakit kailangan natin ng bagong arkitektura?
Sa pamamagitan ng 2030, ang mga elektronikong aparato ay kumonsumo ng 40% ng lahat ng enerhiya na nabuo sa planeta. Humigit-kumulang 20% ng volume na ito ay magmumula sa sektor ng IT at mga sentro ng data. Sa pamamagitan ng Ayon sa mga European analyst, ang mga data center ay "tinatanggal" na ang 1,4% ng lahat ng kuryente. Inaasahan na ito .
Kumokonsumo ng malaking bahagi ng kuryente ang storage ng SSD. Sa panahon mula 2012 hanggang 2017, ang bahagi ng solid-state drive sa mga data center . Bagama't ang mga SSD ay kumonsumo ng isang ikatlong mas kaunting kapangyarihan () kaysa sa HDD, nananatiling malaki ang mga singil sa kuryente sa laki ng mga data center.
Upang bawasan ang pagkonsumo ng kuryente ng mga solid-state drive sa data center, ang mga inhinyero mula sa MIT ay bumuo ng isang bagong arkitektura ng storage ng SSD. Ito ay tinatawag na LightStore at nagbibigay-daan sa iyong direktang ikonekta ang mga drive sa isang network ng data center, na lumalampas sa mga server ng imbakan. Sa pamamagitan ng mga may-akda, babawasan ng system ang mga gastos sa enerhiya ng kalahati.
Как это работает
Ang LightStore ay isang flash key-value store na nagmamapa ng mga kahilingan ng user sa mga drive bilang mga key. Pagkatapos ay ipapadala ang mga ito sa server, na naglalabas ng data na nauugnay sa key na iyon.
Sistema built-in na processor na matipid sa enerhiya, DRAM at memory ng NAND. Ito ay kinokontrol ng isang controller at espesyal na software. Ang controller ay responsable para sa pagtatrabaho sa mga NAND array, at ang software ay responsable para sa pagproseso ng mga kahilingan sa KV at pag-iimbak ng mga pares ng key. Ang arkitektura ng software ay binuo sa batayan , na ginagamit sa maraming modernong DBMS.
Ang diagram ng arkitektura ay maaaring kinakatawan bilang mga sumusunod:
Ipinapakita ng diagram ang mga pangunahing bahagi ng LightStore. Gumagana ang isang cluster ng node sa mga pares ng key-value. Ang mga server ng application ay konektado sa system gamit ang mga adapter. Kino-convert nila ang mga kahilingan ng kliyente (gaya ng fread() mula sa POSIX API) sa mga kahilingan sa KV. Ang arkitektura ay mayroon ding hiwalay na mga adaptor para sa , block (batay sa BUSE module) at mga imbakan ng file.
Kapag namamahagi ng mga kahilingan, ginagamit ng adaptor . Ginagamit ito sa mga system tulad ng Redis o Swift. Gamit ang KV request key, ang adaptor ay bumubuo ng hash key na ang halaga ay tumutukoy sa target na node.
Ang kapasidad ng cluster ng LightStore ay linearly - ikonekta lamang ang mga karagdagang node sa network. Sa ilang mga kaso, maaaring kailanganin mong bumili ng mga bagong switch. Gayunpaman, nilagyan ng mga developer ang bawat node ng karagdagang mga puwang para sa pagkonekta ng mga NAND chips.
Ang potensyal ng arkitektura
Sinasabi ng mga inhinyero ng MIT na ang solusyong nakabase sa LightStore ay may throughput na 620 Mbps sa 10 Gigabit Ethernet. Ang isang node ay gumagamit ng 10 W sa halip na ang karaniwang 20 W (sa mga SSD system na ginagamit ng mga data center ngayon). Bilang karagdagan, ang kagamitan ay tumatagal ng kalahati ng espasyo.
Ngayon ang mga developer ay tinatapos ang ilang mga aspeto. Halimbawa, hindi maaaring gumana ang LightStore sa mga query sa hanay at maliliit na query. Ang mga feature na ito ay idaragdag sa hinaharap, dahil gumagamit ang LightStore ng mga LSM tree. Gayundin, mayroon pa ring limitadong hanay ng mga adaptor ang system - sinusuportahan ang YCSB at mga block adapter. Sa hinaharap, magagawa ng LightStore na iproseso ang mga query sa SQL, atbp.
Iba pang mga pag-unlad
Noong tag-araw ng 2018, ipinakilala ni Marvell, isang storage development company, ang isang bagong linya ng SSD controllers batay sa mga AI system. Isinama ng mga developer ang NVIDIA deep learning accelerators sa mga karaniwang controller para sa mga data center at mga application ng kliyente. Bilang resulta, lumikha sila ng isang self-contained na arkitektura na kumokonsumo ng mas kaunting kapangyarihan kumpara sa mga klasikong SSD controllers. Umaasa ang kumpanya na makakahanap ang system ng application sa edge computing, big data analytics at IoT.
Ang Western Digital Blue na linya ng mga drive ay na-update kamakailan. Noong Abril, ipinakita ng mga developer ang isang solusyon - ang WD Blue SSD batay sa mga teknolohiya ng SanDisk, na nakuha ng WD noong isang taon. Ang na-update na WD Blue SSD ay nag-aalok ng pinahusay na pagganap at kahusayan sa enerhiya. Ang arkitektura ay itinayo batay sa pagtutukoy , na nagbibigay ng access sa mga SSD na konektado sa pamamagitan ng PCI Express.
Pinapabuti ng detalyeng ito ang kahusayan ng mga SSD drive na may malaking bilang ng mga sabay-sabay na kahilingan at pinapabilis ang pag-access ng data. Bilang karagdagan, pinapayagan ka ng NVMe na i-standardize ang interface ng SSD - higit pa para sa mga tagagawa ng hardware para sa pagbuo ng mga natatanging driver, connectors at form factor.
Prospect
Ang data center SSD market ay lumilipat patungo sa pinasimple na arkitektura, automation ng mga bahagi ng imbakan, at mas mataas na kahusayan sa enerhiya. Ang pag-unlad ng mga inhinyero mula sa MIT ay nalulutas ang huling problema. Mga may-akda na ang LightStore ay magiging pamantayan sa industriya para sa storage ng SSD sa mga data center. At maaari nating ipagpalagay na sa hinaharap ay lilitaw ang bago, mas mahusay na mga arkitektura batay dito.
Ilang materyales mula sa Unang blog tungkol sa corporate IaaS:
Pinagmulan: www.habr.com