Sistem enerji maliyetlerini yarı yarıya azaltacak.
/ Fotoğraf CC BY-SA
Neden yeni bir mimariye ihtiyacımız var?
2030 yılına gelindiğinde elektronik cihazlar gezegende üretilen enerjinin %40'ını tüketecek. Bu hacmin yaklaşık %20'si BT sektörü ve veri merkezlerinden gelecektir. İle Avrupalı analistlere göre veri merkezleri halihazırda tüm elektriğin %1,4'ünü "alınıyor". Bunun olması bekleniyor .
SSD depolama elektriğin önemli bir kısmını tüketir. 2012'den 2017'ye kadar olan dönemde veri merkezlerinde katı hal sürücülerin payı . Her ne kadar SSD'ler üçte bir oranında daha az güç tüketse de (), veri merkezleri ölçeğinde elektrik faturaları HDD'den daha yüksek olmaya devam ediyor.
Veri merkezindeki katı hal sürücülerinin güç tüketimini azaltmak için MIT mühendisleri yeni bir SSD depolama mimarisi geliştirdi. LightStore olarak adlandırılır ve sürücüleri depolama sunucularını atlayarak doğrudan bir veri merkezi ağına bağlamanıza olanak tanır. İle yazarlar, sistem enerji maliyetlerini yarı yarıya azaltacak.
Bu nasıl çalışıyor
LightStore, kullanıcı isteklerini sürücülere anahtar olarak eşleyen bir flash anahtar/değer deposudur. Daha sonra bu anahtarla ilişkili verileri serbest bırakan sunucuya gönderilirler.
Sistem enerji açısından verimli yerleşik işlemci, DRAM ve NAND bellek. Bir kontrolör ve özel bir yazılım tarafından kontrol edilir. Denetleyici, NAND dizileriyle çalışmaktan sorumludur ve yazılım, KV isteklerini işlemekten ve anahtar çiftlerini depolamaktan sorumludur. Yazılım mimarisi temel alınarak oluşturulmuştur. Birçok modern DBMS'de kullanılan.
Mimari diyagramı aşağıdaki gibi temsil edilebilir:
Diyagram LightStore'un temel bileşenlerini göstermektedir. Bir düğüm kümesi anahtar/değer çiftleri üzerinde çalışır. Uygulama sunucuları sisteme adaptörler kullanılarak bağlanır. İstemci isteklerini (POSIX API'sinden fread() gibi) KV isteklerine dönüştürürler. Mimaride ayrıca ayrı adaptörler bulunur. , blok (BUSE modülünü temel alarak) ve dosya depoları.
İstekleri dağıtırken bağdaştırıcı şunları kullanır: . Redis veya Swift gibi sistemlerde kullanılır. Bağdaştırıcı, KV istek anahtarını kullanarak, değeri hedef düğümü tanımlayan bir karma anahtar oluşturur.
LightStore kümesinin kapasitesi doğrusal olarak ölçeklenir; yalnızca ağa ek düğümler bağlamanız yeterlidir. Bazı durumlarda yeni anahtarlar satın almanız gerekebilir. Ancak geliştiriciler, her düğümü NAND yongalarını bağlamak için ek yuvalarla donattı.
Mimarlık potansiyeli
MIT mühendisleri LightStore tabanlı çözümün 620 Gigabit Ethernet üzerinden 10 Mbps veri aktarım hızına sahip olduğunu söylüyor. Bir düğüm normal 10 W yerine 20 W tüketir (günümüzde veri merkezleri tarafından kullanılan SSD sistemlerinde). Ayrıca ekipman alanın yarısını kaplıyor.
Şimdi geliştiriciler bazı yönleri tamamlıyor. Örneğin LightStore, aralık sorguları ve küçük sorgularla çalışamaz. LightStore LSM ağaçlarını kullandığından bu özellikler gelecekte eklenecektir. Ayrıca sistemde hala sınırlı sayıda adaptör bulunmaktadır - YCSB ve blok adaptörler desteklenmektedir. Gelecekte LightStore SQL sorgularını vb. işleyebilecek.
Diğer gelişmeler
Depolama geliştirme şirketi Marvell, 2018 yazında yapay zeka sistemlerini temel alan yeni bir SSD denetleyici serisini tanıttı. Geliştiriciler, NVIDIA derin öğrenme hızlandırıcılarını veri merkezleri ve istemci uygulamaları için standart denetleyicilere entegre etti. Sonuç olarak klasik SSD denetleyicilere kıyasla daha az güç tüketen, bağımsız bir mimari oluşturdular. Şirket, sistemin uç bilişim, büyük veri analitiği ve IoT'de uygulama bulacağını umuyor.
Western Digital Blue sürücü serisi yakın zamanda güncellendi. Nisan ayında geliştiriciler bir çözüm sundular: WD'nin bir yıl önce satın aldığı SanDisk teknolojilerini temel alan WD Blue SSD. Güncellenmiş WD Blue SSD'ler gelişmiş performans ve enerji verimliliği sunar. Mimari spesifikasyona göre inşa edilir PCI Express aracılığıyla bağlanan SSD'lere erişim sağlar.
Bu spesifikasyon, çok sayıda eşzamanlı istekle SSD sürücülerinin verimliliğini artırır ve veri erişimini hızlandırır. Ayrıca NVMe, SSD arayüzünü standartlaştırmanıza olanak tanır; donanım üreticileri için daha fazlası benzersiz sürücülerin, bağlayıcıların ve form faktörlerinin geliştirilmesi için.
Beklentiler
Veri merkezi SSD pazarı, basitleştirilmiş mimariye, depolama bileşenlerinin otomasyonuna ve artan enerji verimliliğine doğru ilerliyor. MIT'den mühendislerin geliştirilmesi ikinci sorunu çözmektedir. Yazarlar LightStore'un veri merkezlerinde SSD depolama için endüstri standardı haline geleceğini. Ve gelecekte buna dayalı olarak yeni, daha verimli mimarilerin ortaya çıkacağını varsayabiliriz.
Kurumsal IaaS ile ilgili First blogundan çeşitli materyaller:
Kaynak: habr.com