Sistem akan mengurangi biaya energi hingga setengahnya.
/ foto Andy Melton CC BY-SAMengapa kita membutuhkan arsitektur baru
Menurut Data Center Dynamics , pada tahun 2030 perangkat elektronik akan mengkonsumsi 40% dari seluruh energi yang dihasilkan di planet ini. Sekitar 20% dari volume ini akan berada di sektor TI dan pusat data. Menurut analis Eropa, pusat data sudah "mengambil" 1,4% dari semua listrik.
Angka ini diperkirakan akan meningkat menjadi 5% pada tahun 2020 .
Bagian penting dari daya yang dikonsumsi oleh penyimpanan SSD. Pada periode 2012 hingga 2017, pangsa solid-state drive di pusat data
meningkat dari 8 menjadi 22% . Meskipun SSD mengonsumsi daya sepertiga lebih sedikit (
PDF, hal. 13 ) dari HDD, pada skala pusat data, tagihan listrik tetap besar.
Untuk mengurangi konsumsi daya drive solid-state di pusat data, insinyur dari MIT telah mengembangkan arsitektur baru untuk penyimpanan SSD. Ini disebut LightStore dan memungkinkan Anda untuk menghubungkan drive secara langsung ke jaringan pusat data, melewati server penyimpanan. Menurut penulis, sistem akan mengurangi biaya energi hingga setengahnya.
Bagaimana cara kerjanya
LightStore adalah penyimpanan flash bernilai kunci di mana permintaan pengguna untuk drive ditampilkan sebagai kunci. Kemudian mereka dikirim ke server, yang mengeluarkan data yang terkait dengan kunci ini.
Sistem ini
berisi prosesor hemat energi terintegrasi, DRAM dan memori NAND. Itu dikendalikan oleh pengontrol dan perangkat lunak khusus. Pengontrol bertanggung jawab untuk bekerja dengan array NAND, dan perangkat lunak bertanggung jawab untuk memproses permintaan KV dan menyimpan pasangan kunci. Arsitektur perangkat lunak didasarkan pada
pohon LSM , yang digunakan di banyak DBMS modern.
Diagram arsitektur dapat direpresentasikan sebagai berikut:
Diagram menunjukkan komponen dasar LightStore. Sekelompok node bekerja dengan pasangan kunci-nilai. Server aplikasi terhubung ke sistem menggunakan adaptor. Mereka mengonversi permintaan klien (mis. Fread () dari POSIX API) menjadi permintaan KV. Juga, arsitektur memiliki adapter terpisah untuk
YCSB , blok (berdasarkan pada modul BUSE) dan penyimpanan file.
Saat mendistribusikan permintaan, adaptor menggunakan
hashing yang konsisten . Ini digunakan pada sistem seperti Redis atau Swift. Menggunakan kunci permintaan KV, adaptor menghasilkan kunci hash, nilai yang menentukan node target.
Kapasitas cluster LightStore berskala linear - cukup sambungkan node tambahan ke jaringan. Dalam beberapa kasus, Anda mungkin perlu membeli sakelar baru. Namun, pengembang memberi setiap node slot tambahan untuk menghubungkan chip NAND.
Potensi arsitektur
Insinyur MIT mengatakan solusi berbasis LightStore memiliki bandwidth 620 Mbps untuk 10 Gigabit Ethernet. Satu node mengkonsumsi 10 watt daripada 20 watt biasa (dalam sistem SSD yang digunakan oleh pusat data saat ini). Selain itu, peralatan membutuhkan setengah ruang.
Sekarang pengembang sedang menyelesaikan beberapa poin. Misalnya, LightStore tidak dapat bekerja dengan berbagai kueri dan kueri kecil. Fitur-fitur ini akan ditambahkan di masa depan, karena LightStore menggunakan pohon-pohon LSM. Selain itu, sistem ini masih memiliki seperangkat adapter terbatas - YCSB dan adaptor blok didukung. Di masa depan, LightStore akan dapat memproses kueri SQL, dll.
Perkembangan lainnya
Pada musim panas 2018, Marvell, sebuah perusahaan penyimpanan, memperkenalkan jajaran baru pengontrol SSD berbasis AI. Pengembang telah mengimplementasikan akselerator deep learning NVIDIA dalam pengontrol standar untuk pusat data dan aplikasi klien. Hasilnya, mereka menciptakan arsitektur mandiri yang mengonsumsi daya lebih kecil dari pengontrol SSD klasik. Perusahaan berharap bahwa sistem akan menemukan aplikasi dalam komputasi perangkat, analitik data besar dan IoT.
Baris yang baru-baru ini diperbarui drive Western Digital Blue. Pada bulan April, pengembang menghadirkan solusi - WD Blue SSD berdasarkan teknologi SanDisk, yang diakuisisi WD setahun lalu. Fitur WD Blue SSD yang diperbarui meningkatkan kinerja dan efisiensi energi. Arsitekturnya didasarkan pada spesifikasi
NVMe , yang menyediakan akses ke SSD yang terhubung melalui PCI Express.
Spesifikasi ini meningkatkan kinerja SSD dengan sejumlah besar permintaan bersamaan dan mempercepat akses data. Selain itu, NVMe memungkinkan Anda untuk melakukan standarisasi antarmuka SSD - produsen perangkat keras tidak
lagi harus menghabiskan sumber daya untuk pengembangan driver unik, konektor, dan faktor bentuk.
Prospek
Pasar SSD untuk pusat data bergerak ke arah penyederhanaan arsitektur, mengotomatisasi pengoperasian komponen penyimpanan dan meningkatkan efisiensi energi. Pengembangan insinyur dari MIT memecahkan masalah terakhir. Para penulis
berharap LightStore menjadi standar industri untuk penyimpanan SSD di pusat data. Dan kita dapat mengasumsikan bahwa di masa depan baru, bahkan arsitektur yang lebih efisien akan muncul atas dasar itu.
Beberapa bahan dari Blog IaaS Corporate Pertama: