该系统将使能源成本降低一半。
/图片Andy Melton CC BY-SA为什么我们需要新的架构
根据数据中心动力学 ，到2030年，电子设备将消耗地球上所有能源的40％。 其中约有20％将用于IT部门和数据中心。 据欧洲分析家称，数据中心已经“消耗”了全部电力的1.4％。
预计到2020年，这一
数字将上升到5％ 。
SSD存储消耗的大部分功率。 在2012年至2017年之间，固态硬盘在数据中心的份额
从8％增加到22％ 。 尽管SSD的功耗比HDD少三分之一（
PDF，第13页 ），但在数据中心规模上，电费仍然很高。
为了减少数据中心固态驱动器的功耗，麻省理工学院的工程师开发了一种新的SSD存储架构。 它称为LightStore，可让您绕过存储服务器将驱动器直接连接到数据中心网络。
这组作者说，该系统将使能源成本降低一半。
如何运作
LightStore是键值闪存，其中用户对驱动器的请求显示为键。 然后将它们发送到服务器，服务器发布与此密钥关联的数据。
该系统
包含一个集成的节能处理器，DRAM和NAND存储器。 它由控制器和专用软件控制。 控制器负责与NAND阵列配合使用，软件负责处理KV请求和存储密钥对。 该软件体系结构基于
LSM树 ，该
树已在许多现代DBMS中使用。
架构图可以表示如下：
该图显示了LightStore的基本组件。 节点集群与键值对配合使用。 应用程序服务器使用适配器连接到系统。 他们将客户端请求（例如，来自POSIX API的fread（））转换为KV请求。 此外，该体系结构还具有用于
YCSB ，块（基于BUSE模块）和文件存储的单独适配器。
分发请求时，适配器使用
一致的哈希 。 它用于Redis或Swift等系统。 适配器使用KV请求密钥，生成一个哈希密钥，该哈希密钥的值确定目标节点。
LightStore群集的容量呈线性扩展-只需将其他节点连接到网络即可。 在某些情况下，您可能需要购买新的交换机。 但是，开发人员为每个节点提供了用于连接NAND芯片的其他插槽。
建筑潜力
麻省理工学院的工程师说，基于LightStore的解决方案的10千兆以太网带宽为620 Mbps。 一个节点的功耗为10瓦，而不是通常的20瓦（在当今数据中心使用的SSD系统中）。 另外，设备占用一半的空间。
现在，开发人员正在确定一些观点。 例如，LightStore无法使用范围查询和小型查询。 随着LightStore使用LSM树，这些功能将在将来添加。 而且，系统仍然具有有限的一组适配器-支持YCSB和块适配器。 将来，LightStore将能够处理SQL查询等。
其他发展
在2018年夏天，存储公司Marvell推出了新的基于AI的SSD控制器系列。 开发人员已在数据中心和客户端应用程序的标准控制器中实现了NVIDIA深度学习加速器。 结果，他们创建了一个独立的体系结构，与传统的SSD控制器相比，其功耗更低。 该公司希望该系统能够在外围计算，大数据分析和物联网中找到应用。
最近更新的驱动器Western Digital Blue系列。 4月，开发人员提出了一种解决方案-基于SanDisk技术的WD Blue SSD，WD于一年前收购了该解决方案。 更新的WD Blue SSD具有增强的性能和能效。 该架构基于
NVMe规范，该规范提供对通过PCI Express连接的SSD的访问。
该规范通过大量并发请求提高了SSD的性能，并加快了数据访问速度。 此外，NVMe使您可以标准化SSD接口-硬件制造商
不再需要将资源用于开发独特的驱动程序，连接器和外形尺寸。
前景展望
数据中心SSD的市场正在朝着简化架构，使存储组件的操作自动化和提高能源效率的方向发展。 麻省理工学院工程师的发展解决了最后一个问题。 作者
期望 LightStore成为数据中心SSD存储的行业标准。 我们可以假设，将来会在其基础上出现新的，效率更高的体系结构。
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