該系統將使能源成本降低一半。
/ 照片 CC BY-SA
為什麼我們需要新的架構？
到 2030 年，電子設備將消耗地球上產生的所有能源的 40%。 其中約 20% 將來自 IT 部門和資料中心。 經過 據歐洲分析師稱，數據中心已經「帶走」了所有電力的 1,4%。 預計這 .
SSD 儲存消耗很大一部分電力。 2012-2017年資料中心固態硬碟佔比 。 儘管 SSD 的功耗要低三分之一（）與 HDD 相比，資料中心規模的電費仍然很高。
為了降低資料中心固態硬碟的功耗，麻省理工學院的工程師開發了新的SSD儲存架構。 它稱為 LightStore，可讓您繞過儲存伺服器將磁碟機直接連接到資料中心網路。 經過 作者表示，該系統將使能源成本降低一半。
Какэтоработает
LightStore 是一種閃存鍵值存儲，它將用戶請求作為鍵映射到驅動器。 然後它們被發送到伺服器，伺服器釋放與該密鑰關聯的資料。
系統 內建節能處理器、DRAM 和 NAND 記憶體。 它由控制器和專用軟體控制。 控制器負責與NAND陣列一起工作，軟體負責處理KV請求和儲存金鑰對。 軟體架構是建立在 ，在許多現代 DBMS 中使用。
架構圖可以表示如下：
此圖顯示了 LightStore 的基本組件。 節點集群對鍵值對進行操作。 應用程式伺服器使用適配器連接到系統。 它們將客戶端請求（例如 POSIX API 中的 fread()）轉換為 KV 請求。 該架構還具有單獨的適配器 、區塊（基於BUSE模組）和檔案儲存。
分配請求時，適配器使用 。 它用於 Redis 或 Swift 等系統。 使用 KV 請求金鑰，適配器產生一個雜湊金鑰，其值標識目標節點。
LightStore叢集的容量線性擴展－只需將額外的節點連接到網路即可。 在某些情況下，您可能需要購買新的交換器。 不過，開發人員為每個節點配備了額外的插槽，用於連接 NAND 晶片。
建築的潛力
麻省理工學院的工程師表示，基於 LightStore 的解決方案在 620 Gigabit 乙太網路上的吞吐量為 10 Mbps。 節點的功耗為 10 W，而不是通常的 20 W（在當今資料中心使用的 SSD 系統中）。 另外，設備佔了一半的空間。
現在開發人員正在敲定一些方面。 例如，LightStore 無法處理範圍查詢和小查詢。 由於 LightStore 使用 LSM 樹，因此將來會添加這些功能。 此外，系統仍然具有有限的適配器集 - 支援 YCSB 和區塊適配器。 未來，LightStore將能夠處理SQL查詢等。
其他進展
2018 年夏天，儲存開發公司 Marvell 推出了基於 AI 系統的全新 SSD 控制器系列。 開發人員已將 NVIDIA 深度學習加速器整合到資料中心和用戶端應用程式的標準控制器中。 因此，他們創建了一個獨立的架構，與傳統的 SSD 控制器相比，其功耗更低。 該公司希望該系統能夠在邊緣運算、大數據分析和物聯網領域中得到應用。
Western Digital Blue 系列硬碟最近進行了更新。 今年四月，開發人員提出了一種解決方案——基於 SanDisk 技術的 WD Blue SSD，WD 一年前收購了該技術。 更新後的 WD Blue SSD 提供更高的效能和能源效率。 架構是建立在規範的基礎上的 ，它提供對透過 PCI Express 連接的 SSD 的存取。
該規範提高了 SSD 驅動器在處理大量並發請求時的效率，並加快了資料存取速度。 此外，NVMe 允許您標準化 SSD 介面 - 對於硬體製造商來說更多 用於開發獨特的驅動器、連接器和外形尺寸。
前途
資料中心 SSD 市場正在朝著簡化架構、儲存組件自動化和提高能源效率的方向發展。 麻省理工學院工程師的發展解決了後一個問題。 作者 LightStore 將成為資料中心 SSD 儲存的業界標準。 我們可以假設，未來新的、更有效率的架構將會基於它出現。
First 部落格中有關企業 IaaS 的一些資料：
來源： www.habr.com