💾 👩🏽‍💼 🤚 एक नए प्रकार के एसएसडी स्टोरेज से डेटा सेंटर में बिजली की खपत कम होगी

सिस्टम ऊर्जा लागत को आधे से कम कर देगा।

/ फोटो एंडी मेल्टन सीसी BY-SA

हमें एक नई वास्तुकला की आवश्यकता क्यों है

डेटा सेंटर डायनेमिक्स के अनुसार , 2030 तक इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस ग्रह पर उत्पन्न सभी ऊर्जा का 40% खपत करेंगे। इस मात्रा का लगभग 20% आईटी सेक्टर और डेटा केंद्रों में होगा। यूरोपीय विश्लेषकों के अनुसार, डेटा केंद्र पहले से ही सभी बिजली का 1.4% "ले रहे हैं"। यह आंकड़ा 2020 तक बढ़कर 5% होने की उम्मीद है ।

SSD भंडारण द्वारा उपभोग की जाने वाली शक्ति का एक महत्वपूर्ण हिस्सा। 2012 और 2017 के बीच, डेटा केंद्रों में ठोस-राज्य ड्राइव का हिस्सा 8 से 22% तक बढ़ गया । हालांकि SSDs HDD की तुलना में एक तिहाई कम बिजली ( पीडीएफ, पी। 13 ) की खपत करते हैं, डेटा सेंटर के पैमाने पर, बिजली के बिल बड़े रहते हैं।

डेटा सेंटर में ठोस-राज्य ड्राइव की बिजली की खपत को कम करने के लिए, MIT के इंजीनियरों ने SSD भंडारण के लिए एक नई वास्तुकला विकसित की है। इसे लाइटस्टोर कहा जाता है और स्टोरेज सर्वर को दरकिनार कर आपको सीधे डेटा सेंटर के नेटवर्क से ड्राइव कनेक्ट करने की अनुमति देता है। लेखकों के अनुसार, सिस्टम ऊर्जा लागत को आधे से कम कर देगा।

यह कैसे काम करता है

लाइटस्टोर एक कुंजी-मूल्य फ्लैश स्टोरेज है जिसमें ड्राइव के लिए उपयोगकर्ता अनुरोध कुंजी के रूप में प्रदर्शित किए जाते हैं। फिर उन्हें सर्वर पर भेजा जाता है, जो इस कुंजी से जुड़े डेटा को जारी करता है।

सिस्टम में एक एकीकृत ऊर्जा-कुशल प्रोसेसर, DRAM और NAND- मेमोरी है। यह एक नियंत्रक और विशेष सॉफ्टवेयर द्वारा नियंत्रित किया जाता है। नियंत्रक एनएंड सरणियों के साथ काम करने के लिए जिम्मेदार है, और केवी अनुरोधों को संसाधित करने और कुंजी जोड़े को संग्रहीत करने के लिए सॉफ्टवेयर जिम्मेदार है। सॉफ्टवेयर वास्तुकला एलएसएम पेड़ पर आधारित है, जिसका उपयोग कई आधुनिक डीबीएमएस में किया जाता है।

आर्किटेक्चर आरेख को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

आरेख लाइटस्टोर के बुनियादी घटकों को दर्शाता है। नोड्स का एक क्लस्टर कुंजी-मूल्य जोड़े के साथ काम करता है। एप्लिकेशन सर्वर एडेप्टर का उपयोग करके सिस्टम से कनेक्ट होते हैं। वे क्लाइंट अनुरोधों (उदा। Fread () POSIX API से) केवी अनुरोधों में परिवर्तित करते हैं। इसके अलावा, आर्किटेक्चर के पास YCSB , ब्लॉक ( BUSE- मॉड्यूल के आधार पर) और फ़ाइल स्टोरेज के लिए अलग-अलग एडेप्टर हैं।

अनुरोधों को वितरित करते समय, एडाप्टर सुसंगत हैशिंग का उपयोग करता है। इसका उपयोग रेडिस या स्विफ्ट जैसी प्रणालियों पर किया जाता है। KV अनुरोध कुंजी का उपयोग करते हुए, एडेप्टर एक हैश कुंजी उत्पन्न करता है, जिसका मान लक्ष्य नोड निर्धारित करता है।

LightStore क्लस्टर स्केल की क्षमता रैखिक रूप से - बस नेटवर्क में अतिरिक्त नोड्स कनेक्ट करें। कुछ मामलों में, आपको नए स्विच खरीदने की आवश्यकता हो सकती है। हालाँकि, डेवलपर्स ने प्रत्येक नोड को NAND चिप्स कनेक्ट करने के लिए अतिरिक्त स्लॉट के साथ प्रदान किया।

स्थापत्य क्षमता

MIT इंजीनियरों का कहना है कि लाइटस्टोर-आधारित समाधान में 10 गीगाबिट ईथरनेट के लिए 620 एमबीपीएस की बैंडविड्थ है। एक नोड सामान्य 20 वाट (आज डेटा केंद्रों द्वारा उपयोग किए जाने वाले एसएसडी सिस्टम) के बजाय 10 वाट की खपत करता है। इसके अलावा, उपकरण आधा स्थान लेता है।

अब डेवलपर्स कुछ बिंदुओं को अंतिम रूप दे रहे हैं। उदाहरण के लिए, LightStore रेंज क्वेरी और छोटे प्रश्नों के साथ काम करने में सक्षम नहीं है। इन सुविधाओं को भविष्य में जोड़ा जाएगा, क्योंकि लाइटस्टोर एलएसएम पेड़ों का उपयोग करता है। इसके अलावा, सिस्टम में अभी भी एडेप्टर का एक सीमित सेट है - YCSB और ब्लॉक एडेप्टर समर्थित हैं। भविष्य में, लाइटस्टोर एसक्यूएल प्रश्नों आदि को संसाधित करने में सक्षम होगा।

अन्य घटनाक्रम

2018 की गर्मियों में, भंडारण कंपनी Marvell ने AI- आधारित SSD नियंत्रकों की एक नई पंक्ति शुरू की। डेवलपर्स ने डेटा सेंटरों और क्लाइंट एप्लिकेशन के लिए मानक नियंत्रकों में NVIDIA के गहन शिक्षण त्वरक को लागू किया है। नतीजतन, उन्होंने एक स्टैंडअलोन आर्किटेक्चर बनाया जो क्लासिक एसएसडी नियंत्रकों की तुलना में कम बिजली की खपत करता है। कंपनी को उम्मीद है कि सिस्टम को पेरिफेरल कंप्यूटिंग, बिग डेटा एनालिटिक्स और IoT में एप्लिकेशन मिलेंगे।

हाल ही में ड्राइव्स वेस्टर्न डिजिटल ब्लू की अपडेटेड लाइन। अप्रैल में, डेवलपर्स ने एक समाधान प्रस्तुत किया - डब्ल्यूडी ब्लू एसएसडी सैनडिस्क तकनीक पर आधारित है, जिसे डब्ल्यूडी ने एक साल पहले अधिग्रहण किया था। अद्यतन किए गए WD ब्लू SSDs में प्रदर्शन और ऊर्जा दक्षता में वृद्धि हुई है। वास्तुकला एनवीएमई विनिर्देश पर आधारित है, जो पीसीआई एक्सप्रेस के माध्यम से जुड़े एसएसडी तक पहुंच प्रदान करता है।

यह विनिर्देश बड़ी संख्या में समवर्ती अनुरोधों के साथ एसएसडी के प्रदर्शन में सुधार करता है और डेटा एक्सेस को गति देता है। इसके अलावा, एनवीएमई आपको एसएसडी इंटरफ़ेस को मानकीकृत करने की अनुमति देता है - हार्डवेयर निर्माताओं को अब अद्वितीय ड्राइवरों, कनेक्टर्स और फॉर्म कारकों के विकास पर संसाधन खर्च करने की आवश्यकता नहीं है ।

संभावनाओं

डेटा केंद्रों के लिए एसएसडी का बाजार वास्तुकला को सरल बनाने, भंडारण घटकों के संचालन को स्वचालित करने और ऊर्जा दक्षता बढ़ाने की दिशा में आगे बढ़ रहा है। MIT के इंजीनियरों का विकास अंतिम समस्या हल करता है। लेखक उम्मीद करते हैं कि लाइटस्टोर डेटा सेंटर में एसएसडी स्टोरेज के लिए उद्योग मानक बन जाएगा। और हम यह मान सकते हैं कि भविष्य में नए, और भी अधिक कुशल आर्किटेक्चर इसके आधार पर दिखाई देंगे।

पहले कॉर्पोरेट IaaS ब्लॉग से कुछ सामग्री:

एक नए प्रकार के एसएसडी स्टोरेज से डेटा सेंटर में बिजली की खपत कम होगी - यह कैसे काम करता है