تخيل أنك تبدأ عملًا طبيًا مبتكرًا - مجموعة فردية من الأدوية بناءً على تحليل الجينوم البشري. كل مريض لديه 3 مليارات زوج من الجينات ، وخادم نموذجي على x86 معالجات سيستغرق عدة أيام لحساب. أنت تعلم أنه يمكنك تسريع العملية على خادم باستخدام معالج FPGA الذي يوازي الحسابات عبر آلاف سلاسل العمليات. وقال انه سوف يحسب الجينوم في حوالي ساعة. يمكن استئجار هذه الخوادم من Amazon Web Services (AWS). ولكن هذا هو الحظ السيئ - العميل في شخص المستشفى يعارض بشكل قاطع وضع البيانات الوراثية في سحابة الموفر. كيف تكون
عرضت Kingston وبدء التشغيل المستندة إلى
مجموعة النظراء بنية التخزين الخاصة MultiCloud (PMCS) في Supercomputing 2019 لمواجهة هذا التحدي.
ثلاثة شروط للحوسبة عالية الأداء
إن حساب الجينوم البشري ليس المهمة الوحيدة في مجال الحوسبة عالية الأداء (HPC ، الحوسبة عالية الأداء). يحسب العلماء الحقول الفيزيائية والمهندسين - تفاصيل الطائرات والممولين - النماذج الاقتصادية ، ويقومون جميعًا بتحليل البيانات الضخمة وبناء الشبكات العصبية وإجراء العديد من العمليات الحسابية المعقدة.
ثلاثة شروط لـ HPC هي قوة حوسبة هائلة ، سعة عالية للغاية وتخزين سريع ، وعرض نطاق شبكة مرتفع. لذلك ، فإن الممارسة المعتادة لأداء حسابات أقل البلدان نمواً هي في مركز بيانات الشركة (المحلي) أو في المزود في السحابة.
ولكن ليس لدى جميع الشركات مراكز بيانات خاصة بها ، ومن غالبًا ما تخسره في مراكز البيانات التجارية من حيث كفاءة استخدام الموارد (النفقات الرأسمالية مطلوبة لشراء وتحديث الأجهزة والبرامج ، ودفع الموظفين المؤهلين تأهيلا عاليا ، وما إلى ذلك) . على النقيض من ذلك ، يقدم مقدمو الخدمات السحابية موارد تكنولوجيا المعلومات وفقًا لنموذج مصروفات التشغيل "الدفع الفوري" ، أي يتم احتساب الإيجار فقط لوقت الاستخدام. عند إجراء العمليات الحسابية ، يمكن حذف الخوادم من الحساب ، وبالتالي حفظ ميزانيات تكنولوجيا المعلومات. ولكن إذا كان هناك حظر تشريعي أو الشركات على نقل البيانات إلى الموفر ، فلن تتوفر حوسبة HPC في السحابة.
تخزين MultiCloud الخاص
تم تصميم بنية Private MultiCloud Storage لتوفير الوصول إلى الخدمات السحابية من خلال ترك البيانات فعليًا في موقع المشروع أو في حجرة آمنة منفصلة بمركز البيانات باستخدام خدمة colocation. يعد هذا نموذجًا أساسيًا للحوسبة الموزعة التي تركز على البيانات حيث تعمل الخوادم السحابية مع أنظمة التخزين عن بُعد من سحابة خاصة. وفقًا لذلك ، باستخدام نفس سعة تخزين البيانات المحلية ، يمكنك العمل مع الخدمات السحابية لأكبر مزودي الخدمات: AWS ، MS Azure ، Google Cloud Platform ، إلخ.
عرض مثال على تنفيذ PMCS في Supercomputing-2019 ، قدمت Kingston نظام تخزين عالي الأداء (DCS) يعتمد على DC1000M SSDs ، وأحد الشركات الناشئة القائمة على السحابة هي برنامج إدارة StorOne S1 للتخزين المعرف بالبرامج وقنوات اتصال مخصصة مع موفري خدمات السحابية الرئيسية .
تجدر الإشارة إلى أن PMCS كنموذج عملي للحوسبة السحابية مع السعة التخزينية الخاصة تم تصميمه لسوق أمريكا الشمالية مع اتصال الشبكة المتقدمة بين مراكز البيانات ، وهو مدعوم على AT&T والبنية التحتية Equinix. لذلك ، بينغ بين نظام التخزين عند التجميع في أي عقدة Equinix Cloud Exchange وسحابة AWS أقل من 1 مللي ثانية (المصدر: ITProToday ).في العرض التوضيحي لهيكل PMCS الموضح في المعرض ، تم تجميع نظام التخزين DC1000M NVMe ، وتتعرض الأجهزة الافتراضية لبعضها البعض في السحب AWS و MS Azure و Google Cloud Platform. لقد عمل تطبيق خادم العميل عن بُعد مع نظام التخزين Kingston وخوادم HP DL380 في مركز البيانات ومن خلال البنية التحتية لقنوات الاتصال ، تمكنت Equinix من الوصول إلى الأنظمة الأساسية السحابية للموفرين الرئيسيين المذكورين أعلاه.
انزلق من عرض التخزين الخاص MultiCloud في Supercomputing-2019. المصدر: كينغستونيتم تقديم برنامج مشابه لإدارة بنية تخزين خاص متعدد السحاب من قبل شركات مختلفة. يمكن أن تبدو شروط هذه البنية أيضًا بشكل مختلف - التخزين الخاص MultiCloud أو التخزين الخاص لـ Cloud.وقال كيت شمينتي ، مدير حوكمة الشركات في محركات الأقراص الصلبة في كينجستون: "تعمل الحواسب العملاقة الحديثة على مجموعة من تطبيقات HPC التي تتصدر كل شيء من التنقيب عن النفط والغاز إلى تنبؤات الطقس والأسواق المالية وتطوير تقنيات جديدة". "تتطلب تطبيقات HPC هذه تطابقًا أفضل بكثير بين أداء المعالج وسرعة الإدخال / الإخراج." نحن فخورون للحديث عن كيف تساعد حلول كينجستون في تحقيق اختراقات في مجال الحوسبة ، مما يوفر الأداء الذي تحتاجه في بيئات وتطبيقات الحوسبة الأكثر تطرفًا في العالم.
محرك DC1000M ومثال لنظام التخزين على أساس ذلك
تم تصميم DC1000M U.2 NVMe SSD بواسطة Kingston لمراكز البيانات ، وهو مصمم خصيصًا لتطبيقات البيانات المكثفة وتطبيقات HPC مثل الذكاء الاصطناعي (AI) وتطبيقات التعلم الآلي (ML).
3.84 تيرابايت DC1000M U.2 NVMe محرك الأقراص. المصدر: كينغستونتم تصميم محركات DC1000M U.2 على أساس ذاكرة Intel 3D NAND ذات طبقة 96 والتي تتحكم فيها وحدة التحكم Silicon Motion SM2270 (PCIe 3.0 و NVMe 3.0). Silicon Motion SM2270 عبارة عن وحدة تحكم NVMe مؤلفة من 16 قناة مع واجهة PCIe 3.0 x 8 وحافلة بيانات ثنائية 32 بت DRAM وثلاثة معالجات ARM Cortex R5 ثنائية.
يتم إطلاق DC1000M من مختلف الأحجام للإطلاق: من 0.96 إلى 7.68 تيرابايت (الأكثر شعبية هي 3.84 و 7.68 تيرابايت). ويقدر أداء محرك الأقراص في 800 ألف IOPS.
نظام التخزين مع 10x DC1000M U.2 NVMe 7.68 تيرابايت. المصدر: كينغستونوكمثال على نظام التخزين لتطبيقات HPC ، كشفت Kingston عن حل مثبت على حامل مع 10 محركات DC1000M U.2 NVMe ، بسعة 7.68 تيرابايت في Supercomputing-2019. يعتمد نظام التخزين على SB122A-PH ، نظام عامل الشكل 1U لـ AIC. المعالجات: 2x Intel Xeon CPU E5-2660 ، Kingston DRAM 128 GB (8x16 GB) DDR4-2400 (رقم الجزء: KSM24RS4 / 16HAI). لأن نظام التشغيل ، Ubuntu 18.04.3 LTS ، تم تثبيت Linux kernel ver 5.0.0-31. أظهر اختبار gfio v3.13 (اختبار I / O المرن) أداء قراءة بلغ 5.8 مليون IOPS مع قدرة إنتاجية تبلغ 23.8 جيجابت / ثانية.
أظهر نظام التخزين المقدم خصائص مثيرة للإعجاب في معلمة القراءة المستقرة البالغة 5.8 مليون IOPS (عمليات الإدخال والإخراج في الثانية). هذا أمران أسرع من SSDs لأنظمة السوق الشامل. هناك حاجة لسرعة القراءة هذه لتطبيقات HPC التي تعمل على معالجات متخصصة.سحابة التخزين الخاصة HPC في روسيا
مهمة أداء الحوسبة عالية الأداء مع الموفر ، ولكن حفظ البيانات محليًا ، مهمة أيضًا للشركات الروسية. هناك حالة شائعة أخرى في الأعمال التجارية المحلية هي عندما ، عند استخدام الخدمات السحابية الأجنبية ، يجب أن تكون البيانات موجودة في الاتحاد الروسي. طُلب منا التعليق على هذه المواقف نيابة عن موفر Selectel السحابي كشريك Kingston منذ فترة طويلة.
"في روسيا ، يمكنك بناء بنية مماثلة ، علاوة على ذلك ، مع تقديم الخدمة باللغة الروسية وجميع مستندات إعداد التقارير لمحاسبة العملاء. إذا كانت الشركة بحاجة إلى أداء الحوسبة عالية الأداء باستخدام التخزين الداخلي ، فنحن في Selectel نستأجر الخوادم بأنواع مختلفة من المعالجات ، بما في ذلك
FPGAs أو
وحدات معالجة الرسومات أو وحدات المعالجة المركزية متعددة النواة. بالإضافة إلى ذلك ، سوف نقوم بترتيب وضع قناة بصرية مخصصة بين مكتب العميل ومركز البيانات الخاص بنا من خلال الشركاء "، يعلق ألكساندر توجوف ، مدير تطوير خدمات Selectel. - يمكن للعميل أيضًا وضع مساحات التخزين الخاصة به في ملجأ في غرفة الآلة مع وضع وصول خاص وتشغيل التطبيقات على خوادمنا وفي سحابة مقدمي الخدمات العالميين AWS و MS Azure و Google Cloud. بطبيعة الحال ، سيكون تأخر الإشارة في الحالة الأخيرة أعلى مما لو كان تخزين العميل في الولايات المتحدة الأمريكية ، ولكن سيتم توفير اتصال متعدد السحابية عريضة النطاق. "
في المقالة التالية ، سنتحدث عن حل آخر من حلول Kingston ، تم تقديمه في معرض Supercomputing-2019 (دنفر ، كولورادو ، الولايات المتحدة الأمريكية) وهو مخصص لتطبيقات التعلم الآلي وتحليل البيانات الضخمة باستخدام معالجات الرسوم البيانية. هذه هي تقنية GPUDirect Storage ، التي توفر نقلًا مباشرًا للبيانات بين تخزين NVMe وذاكرة معالج GPU. بالإضافة إلى ذلك ، سنشرح كيف تمكنا من تحقيق سرعة قراءة البيانات البالغة 5.8 مليون IOPS في وحدة تخزين مثبتة على حامل على أقراص NVMe.
لمزيد من المعلومات حول منتجات Kingston Technology ، تفضل بزيارة
موقع الشركة على الويب .