Tizim energiya xarajatlarini ikki baravar kamaytiradi.
/ rasm CC BY-SA
Nima uchun bizga yangi arxitektura kerak?
2030 yilga borib elektron qurilmalar sayyorada ishlab chiqarilgan barcha energiyaning 40 foizini iste'mol qiladi. Ushbu hajmning taxminan 20% IT sektori va ma'lumotlar markazlariga to'g'ri keladi. tomonidan Evropalik tahlilchilarning fikriga ko'ra, ma'lumotlar markazlari allaqachon barcha elektr energiyasining 1,4 foizini "olib qo'ygan". Bu kutilmoqda .
SSD xotirasi elektr energiyasining katta qismini sarflaydi. 2012 yildan 2017 yilgacha bo'lgan davrda ma'lumotlar markazlarida qattiq holatda disklarning ulushi . Garchi SSD-lar quvvatni uchdan bir qismini kamroq iste'mol qilsa ham () HDD ga qaraganda, elektr to'lovlari ma'lumotlar markazlari miqyosida katta bo'lib qolmoqda.
Ma'lumotlar markazida qattiq holatdagi disklarning quvvat sarfini kamaytirish uchun MIT muhandislari yangi SSD xotira arxitekturasini ishlab chiqdilar. U LightStore deb ataladi va saqlash serverlarini chetlab o'tib, drayverlarni to'g'ridan-to'g'ri ma'lumotlar markazi tarmog'iga ulash imkonini beradi. tomonidan mualliflar, tizim energiya xarajatlarini ikki baravar kamaytiradi.
U qanday ishlaydi
LightStore - bu flesh kalit-qiymat do'koni bo'lib, u foydalanuvchi so'rovlarini kalit sifatida drayvlar bilan taqqoslaydi. Keyin ular ushbu kalit bilan bog'liq ma'lumotlarni chiqaradigan serverga yuboriladi.
tizim o'rnatilgan energiya tejovchi protsessor, DRAM va NAND xotira. U nazoratchi va maxsus dastur tomonidan boshqariladi. Tekshirish moslamasi NAND massivlari bilan ishlash uchun javobgardir, dasturiy ta'minot esa KV so'rovlarini qayta ishlash va kalit juftlarini saqlash uchun javobgardir. Dasturiy ta'minot arxitekturasi asosida qurilgan , bu ko'plab zamonaviy DBMSlarda qo'llaniladi.
Arxitektura diagrammasi quyidagicha ifodalanishi mumkin:
Diagrammada LightStore-ning asosiy komponentlari ko'rsatilgan. Tugun klasteri kalit-qiymat juftliklarida ishlaydi. Ilova serverlari adapterlar yordamida tizimga ulanadi. Ular mijoz so'rovlarini (masalan, POSIX API-dan fread()) KV so'rovlariga aylantiradilar. Arxitekturada alohida adapterlar ham mavjud , blok (BUSE moduli asosida) va fayllarni saqlash joylari.
So'rovlarni tarqatishda adapter foydalanadi . U Redis yoki Swift kabi tizimlarda qo'llaniladi. KV so'rov tugmasidan foydalanib, adapter qiymati maqsadli tugunni aniqlaydigan xesh kalitini yaratadi.
LightStore klasterining sig‘imi chiziqli ravishda o‘zgaradi – tarmoqqa qo‘shimcha tugunlarni ulash kifoya. Ba'zi hollarda siz yangi kalitlarni sotib olishingiz kerak bo'lishi mumkin. Biroq, ishlab chiquvchilar har bir tugunni NAND chiplarini ulash uchun qo'shimcha uyalar bilan jihozlashdi.
Arxitektura salohiyati
MIT muhandislarining ta'kidlashicha, LightStore-ga asoslangan yechim 620 Gigabit Ethernet orqali 10 Mbit / s o'tkazish qobiliyatiga ega. Bitta tugun odatdagi 10 Vt o'rniga 20 Vt quvvat sarflaydi (bugungi kunda ma'lumotlar markazlari tomonidan ishlatiladigan SSD tizimlarida). Bundan tashqari, uskunalar yarim joyni egallaydi.
Endi ishlab chiquvchilar ba'zi jihatlarni yakunlashmoqda. Masalan, LightStore diapazon so'rovlari va kichik so'rovlar bilan ishlay olmaydi. Bu xususiyatlar kelajakda qo'shiladi, chunki LightStore LSM daraxtlaridan foydalanadi. Bundan tashqari, tizim hali ham cheklangan adapterlar to'plamiga ega - YCSB va blok adapterlari qo'llab-quvvatlanadi. Kelajakda LightStore SQL so'rovlarini va hokazolarni qayta ishlash imkoniyatiga ega bo'ladi.
Boshqa ishlanmalar
2018 yilning yozida saqlashni ishlab chiqish bo'yicha Marvell kompaniyasi sun'iy intellekt tizimlariga asoslangan yangi SSD kontrollerlar qatorini taqdim etdi. Ishlab chiquvchilar NVIDIA chuqur o'rganish tezlatgichlarini ma'lumotlar markazlari va mijoz ilovalari uchun standart kontrollerlarga birlashtirgan. Natijada, ular klassik SSD kontrollerlariga nisbatan kamroq quvvat sarflaydigan mustaqil arxitekturani yaratdilar. Kompaniya tizim chekka hisoblashlar, katta ma'lumotlar tahlili va IoTda qo'llanilishiga umid qilmoqda.
Western Digital Blue drayvlar liniyasi yaqinda yangilandi. Aprel oyida ishlab chiquvchilar yechimni taqdim etdilar - WD bir yil oldin sotib olgan SanDisk texnologiyalariga asoslangan WD Blue SSD. Yangilangan WD Blue SSD-lar yaxshilangan ishlash va energiya samaradorligini taklif qiladi. Arxitektura spetsifikatsiya asosida qurilgan , bu PCI Express orqali ulangan SSD-larga kirishni ta'minlaydi.
Ushbu spetsifikatsiya bir vaqtning o'zida ko'p sonli so'rovlar bilan SSD drayverlarning samaradorligini oshiradi va ma'lumotlarga kirishni tezlashtiradi. Bundan tashqari, NVMe SSD interfeysini standartlashtirishga imkon beradi - ko'proq apparat ishlab chiqaruvchilari uchun noyob drayverlarni, ulagichlarni va shakl omillarini ishlab chiqish uchun.
istiqbollari
Ma'lumotlar markazining SSD bozori soddalashtirilgan arxitekturaga, saqlash komponentlarini avtomatlashtirishga va energiya samaradorligini oshirishga o'tmoqda. MIT muhandislarining rivojlanishi oxirgi muammoni hal qiladi. Mualliflar LightStore ma'lumotlar markazlarida SSD saqlash uchun sanoat standartiga aylanadi. Va kelajakda uning asosida yangi, yanada samarali arxitekturalar paydo bo'lishini taxmin qilishimiz mumkin.
Korporativ IaaS haqidagi birinchi blogdan bir nechta materiallar:
Manba: www.habr.com