Интеграция стоек (rack-scale integration, RSI) способна обеспечить корпоративным ЦОДам такие же экономические показатели, как у облаков. Но камнем преткновения является хранение. Новое ПО делает удаленную флэш-память почти эквивалентной локальной, пишет главный аналитики консалтинговой фирмы TechnoQWAN Робин Харрис на портале ZDNet.
Концептуально RSI разносит серверные компоненты — центральные и графические процессоры, системы хранения, ОЗУ, сетевое оборудование — по отдельным стойкам, соединенным шиной PCIe с высокой пропускной способностью и малой задержкой. Это дает возможность полностью заполнять корпуса однородными компонентами и создавать из них виртуальные серверы совершенно новой конфигурации, которая позволит им конкурировать с облачными сервисами.
Но (всегда находится какое-нибудь «но») доступ к энергонезависимой памяти и системам хранения через сеть обычно приводит к неприемлемо большим задержкам. И здесь вступает в дело созданный в Стэнфордском университете программный сервер хранения ReFlex.
Как работает ReFlex
Имеется несколько способов сделать приемлемым удаленный доступ к флэш-памяти, уменьшить задержку и повысить пропускную способность, сократив количество процессорных ядер, приходящихся на одно твердотельное устройство.
Управление многопользовательским пулом флэш-памяти требует изоляции, чтобы приложения не мешали друг другу. И желательна большая гибкость при распределении и масштабировании ресурса, а также выборе сетевых протоколов.
При тестировании ReFlex была достигнута производительность удаленной флэш-памяти, эквивалентная локальной с доступом через 10Gb Ethernet по протоколу TCP/IP. Специалисты Стэнфордского университета поясняют: «ReFlex достигает высокой производительности при ограниченных требованиях к вычислительной мощности, используя ядро передающего уровня (data plane), которое тесно интегрировано с сетевым оборудованием и системами хранения. Дизайн передающего уровня избегает накладных расходов на прерывания и копирование данных, оптимизирован для локальности и поддерживает баланс между высокой производительностью (IOPS) и низкой хвостовой задержкой (tail latency)».
Многопользовательский режим
Большой проблемой использования флэш-памяти в многопользовательском режиме является огромное различие в скорости чтения и записи. Если считывание занимает доли миллисекунды, то продолжительность записи измеряется многими миллисекундами. Это означает, что приложение, производящее много операций записи, скажем, при обновлении метаданных или передаче потокового видео, потребляет много ресурсов твердотельной памяти.
Специалисты Стэнфордского университета создали диспетчер качества обслуживания, который видит все задачи любого пользователя. Производительность зависит от соотношения операций чтения и записи во всех запросах. Диспетчер проверяет целевой уровень обслуживания каждой задачи, отдает приоритет приложениям, для которых задержка имеет важнейшее значение, перед теми, которые требуют максимальных ресурсов, и гарантирует качество обслуживания приложений.
Благодаря этому и другим способам оптимизации ReFlex способен обслуживать до 850 тыс. операций ввода/вывода в секунду на одно процессорное ядро, добавляя лишь 21 мкс задержки по сравнению с прямым доступом к локальной флэш-памяти. Это замечательно.
Биты хранения
Визионеры из Intel уже многие годы продвигают концепцию RSI. Похоже, в 2019 г. появятся все компоненты (в частности, PCIe v4), которые сделают RSI осуществимой в техническом и экономическом отношении. С падением цен на флэш-память стойки, заполненные твердотельными устройствами хранения, становятся доступнее, чем когда-либо, даже при объемах в сотни терабайт.
Это очень хорошая новость, поскольку в будущем данные станут использоваться еще интенсивнее. Интересно будет посмотреть, начнет ли кто-нибудь из производителей корпоративных систем хранения выпуск чего-то вроде ReFlex.
