«Швидше, вище, сильніше»: Нові технології дата-центів

Сьогодні олімпійський девіз «швидше, вище, сильніше» цілком застосовний і до індустрії комп'ютерних технологій – щоб залишатися конкурентоспроможними багато учасники ринку намагаються «відпрацювати техніку і стати краще. Особливо коли йдеться про нові технології – спроби збільшити продуктивність, ємність пам'яті та швидкість передачі даних не припиняються.


/ фото Arthur Caranta CC

Відстань не перешкода
Для обробки великих обсягів даних компанії змушені будувати територіально розподілені дата-центри. Причини тому – брак потужності і обмеженість площ. Але для ефективної роботи ЦОД в сучасних умовах потрібно не тільки забезпечити зв'язок між ними, але й гарантувати високу швидкість і надійність передачі даних.

Одним з потенційних трендів може стати технологія далекого зв'язку, яка дозволить компаніям всіх розмірів відмовитися від мережі незв'язаних дата-центрів на користь єдиного мега-дата-центру. Дальній зв'язок відповідає всім вимогам ІТ-галузі: швидкість, надійність систем аварійного відновлення, наявність систем віддаленого зберігання і незалежна від відстані комп'ютерна інфраструктура. Технології далекого зв'язку дадуть можливість компаніям максимально ефективно використовувати існуючі Цод замість будівництва нових.

Наприклад, університет Пердью в США, що займається дослідженнями в області зміни клімату, молекулярної біології та космічній сфері, використовує дальню зв'язок Mellanox для об'єднання віддалених комп'ютерів в радіусі 6 км в єдиний кластер. Це дозволяє університету містити суперкомп'ютер останнього покоління без збільшення витрат на ремонт і модернізацію і зниження продуктивності. Для дослідних організацій робота в режимі реального часу життєво необхідна, так як вони займаються обробкою великого обсягу даних.

Технологія далекого зв'язку Mellanox дозволяє уніфікувати усі системи і забезпечує високошвидкісний доступ, який необхідний дослідникам, незалежно від фізичного місцезнаходження сервера. Крім того, використання технології далекого зв'язку може поліпшити продуктивність суперкомп'ютерів. Mellanox нещодавно предложила рішення для великого американського федерального дослідного центру, який має сотні тисяч процесорів у різних дата-центрах в радіусі декількох кілометрів. З допомогою далекого зв'язку всі машини були об'єднані в один мега-дата-центр, що поліпшило пропускну здатність, знизило латентність і дозволило заощадити на капітальних витратах за рахунок зменшення кількості машин, необхідних для забезпечення зв'язку.

Доставка даних
Забезпечення передачі даних між комп'ютерами, що знаходяться в одному приміщенні, завдання не така глобальна, але не менш важлива, коли мова заходить про підвищення продуктивності. Одна з найбільш відомих розробок у цій області – віддалений прямий доступ до пам'яті (RDMA). Використовувана з протоколами InfiniBand і Ethernet, технологія RDMA володіє високою пропускною здатністю, низькою затримкою сигналу і знижує навантаження на центральний процесор, так як виключає надмірність копіювання даних між додатком і буферами операційної системи, здійснюючи пряму передачу інформації з пам'яті одної машини в пам'ять іншої.

Ще більше збільшення швидкості обіцяє інноваційна технология від Intel. Компанія почала виробляти кремнієві чіпи з вбудованими нанолазерами, які дозволять замінити мідні кабелі, використовувані в дата-центрах, на оптиковолоконные. Волоконно-оптичні лінії зв'язку сьогодні використовуються тільки при віддалених з'єднаннях, таких як телекомунікаційні мережі. Причина цього – висока вартість обладнання. Технологія Intel дозволить досягти швидкості 100 ГБ/с через одиночне оптичне волокно товщиною в кілька міліметрів.

У тисячу разів швидше
В кінці серпня в Сан-Франциско Intel представила дві нові технології для зберігання і передачі даних, які можуть перевернути уявлення про виробництві комп'ютерів. Нові рішення націлені на використання у великих дата-центрах, де розміщуються мобільні додатки, веб-сайти і ведуться роботи зі штучним інтелектом.

Одна з інновацій, представлена Intel – форма зберігання даних, яка працює швидше, ніж флеш-пам'ять, що використовується сьогодні в ноутбуках і дата-центрах. Вона заснована на технології 3D Xpoint (де X читається як «крос»), розробленої спільно з виробником чіпів пам'яті Micron. 3D Xpoint була анонсована ще в липні 2015 і являє собою принципово новий тип архітектури зберігання пам'яті. Накопичувачі з такою пам'яттю будуть поставлятися на ринок під брендом Optane.

У 2016 Intel планує запустити продажі SSD-накопичувачів Optane, а в 2017 – модулів пам'яті для слотів ОПЕРАТИВНОЇ пам'яті. У серпні цього року на щорічній конференції для розробників технічний керівник проекту Френк Хенді (Frank Hady) продемонстрував комп'ютер з прототипом диска Optane, який обробляв записи бази даних в три рази швидше, ніж комп'ютер з флеш-пам'яттю. Великі інтернет-компанії, наприклад Facebook, з радістю заплатять за можливість оптимізувати витрати на дорогі дата-центри за рахунок підвищення їх ефективності.

Якщо накопичувачі Optane стануть доступні для ПК, вони значно підвищать їх продуктивність. Директор дослідного центру систем зберігання даних Каліфорнійського університету в Санта-Крузі Етан Міллер (Ethan Miller) вважає, що розробка Intel і Micron вплине на комп'ютерну індустрію сильніше, ніж у свій час вплинула флеш-пам'ять, якщо дослідники та інші компанії почнуть експериментувати з цією технологією.

форуме розробників Intel 2016 в Китаї демонстрацію роботи Optane проводив старший віце-президент підрозділу Intel, що займається незалежною пам'яттю, Роб Крук (Rob Crooke). Під час демонстрації швидкість передачі даних на Optane досягала 1,94 ГБ/с, а на машині з NAND вона склала всього 287 МБ/с.

Крук впевнений, що з Optane копіювання 26 ГБ даних з внутрішнього на зовнішній диск займе всього 15 секунд. Підкреслюється, що це лише прототип, тому у фінальній версії швидкість може бути ще вище. Крім того, Optane зможе миттєво зберігати поточний стан системи при вимиканні, на відміну від RAM. Це дозволить дата-центрам швидше відновлюватися після відключення електроживлення та інших проблем.

Поки Intel не розкриває спосіб роботи 3D Xpoint, але по одному з припущень технологія може ґрунтуватися на ефекті оборотного зміни фазового стану речовини (пам'ять типу PRAM). Однак після презентації в Сан-Франциско представники Intel оголосили, що не використовують матеріалів з фазовим переходом. Огляд кількох інших технологій, які можуть бути використані в Xpoint, ви знайдете ссылке.

Компанії по всьому світу, можна сказати, одержимі пошуком нових технологій, які дозволять збільшити продуктивність і надійність ІТ-інфраструктури. Бізнес завжди прагне до зниження витрат і підвищення доходів – ніхто не хоче втрачати кошти з-за простоїв і збоїв IT-систем. Це означає, що описані вище тенденції продовжать набирати обертів, розвиватися і змінювати наше уявлення про інфраструктуру дата-центрів.

p.s. Кілька матеріалів про розробки нашого IaaS-провайдера:

Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.