企業(yè)數(shù)據(jù)中心當(dāng)時所選用的規(guī)范化服務(wù)器是浪費(fèi)資源的，但未來的體系或?qū)⑹强裳b備的，以便能夠更好的匹配企業(yè)作業(yè)負(fù)載的需求。

依據(jù)一些商場調(diào)研的估量，當(dāng)時在全球范圍內(nèi)，云核算的高速增長已然引起了數(shù)據(jù)中心業(yè)界的高度重視。畢竟，這些數(shù)據(jù)中心現(xiàn)在現(xiàn)已耗費(fèi)了至少7%的全球電力供應(yīng)，并且其耗電量還在進(jìn)一步的持續(xù)增長。這導(dǎo)致IT職業(yè)亟待尋求進(jìn)步數(shù)據(jù)中心根底設(shè)施功率的有用辦法，其間乃至包含一些重新考慮核算機(jī)和數(shù)據(jù)中心構(gòu)建方法方面的嘗試盡力。

2018年1月在英國曼徹斯特召開的核算機(jī)體系與高功能核算范疇的尖端盛會HiPEAC 2018上，來自IBM公司的研討人員宣布了一篇關(guān)于分化式核算機(jī)體系架構(gòu)的論文。這項(xiàng)作業(yè)是由歐盟所贊助的dReDBox項(xiàng)意圖一部分，而該項(xiàng)目又是Horizon 2020研討和創(chuàng)新方案的一部分。

服務(wù)器解耦意味著將服務(wù)器分化為其組成的核算和內(nèi)存資源，以便依據(jù)每項(xiàng)作業(yè)負(fù)載的詳細(xì)需求來分配服務(wù)器資源?，F(xiàn)在，服務(wù)器是IT根底架構(gòu)的基本組成部分，但一項(xiàng)作業(yè)負(fù)載無法運(yùn)用比單臺服務(wù)器更多的內(nèi)存或CPU資源，也無法輕松地從服務(wù)器外部同享任何備用資源。

“布置到數(shù)據(jù)中心的作業(yè)負(fù)載往往在其運(yùn)用資源的方法上存在很大的不成比例。有些作業(yè)負(fù)載會耗費(fèi)很多的CPU資源，但并不需求太多的內(nèi)存;而另一方面，其他的某些作業(yè)負(fù)載則將耗費(fèi)比CPU的運(yùn)用多出高達(dá)4個數(shù)量級的內(nèi)存資源。”來自IBM公司的研討工程師Andrea Reale博士說。

在整個企業(yè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)，這意味著一些服務(wù)器將用到他們一切的CPU資源，但仍有很多的閑暇內(nèi)存;而關(guān)于其他一些服務(wù)器則狀況正好相反，即便這些資源其實(shí)并沒有被充沛運(yùn)用，但這些資源也會持續(xù)耗費(fèi)電力資源。在一處典型的數(shù)據(jù)中心中，大約可能有16%的CPU資源和30%的內(nèi)存資源會被白白浪費(fèi)掉了。

可是，假如你企業(yè)的數(shù)據(jù)中心能夠在軟件操控下調(diào)停服務(wù)器資源，以便讓您企業(yè)的每項(xiàng)特定作業(yè)負(fù)載具有盡可能多的CPU和詳細(xì)所需求的內(nèi)存資源的話，那豈不是更好嗎?

核算和內(nèi)存的別離

dReDBox項(xiàng)目旨在經(jīng)過運(yùn)用稱為“塊(brick)”的分化核算和內(nèi)存模塊來處理這個問題。他們經(jīng)過高速鏈接銜接在一起，并且讓滿足的核算塊與滿足的內(nèi)存塊配對，以滿足在既定時間運(yùn)轉(zhuǎn)的任何作業(yè)負(fù)載的要求。從理論上講，這使得企業(yè)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器能夠針對特定應(yīng)用程序進(jìn)行資源的裝備調(diào)停，以分配盡可能多的CPU中心和內(nèi)存資源給作業(yè)負(fù)載，滿足作業(yè)所需，然后能夠?qū)⑦@些資源返回到資源池中，并在作業(yè)負(fù)載不再需求這些資源時將資源用于其他意圖。

作為其研討項(xiàng)意圖一部分，dRedBox團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已構(gòu)建了一款演示體系，其間brick塊是環(huán)繞基于ARM的片上體系(SoC)芯片Xilinx Zynq Ultrascale +構(gòu)建的。核算brick塊具有少數(shù)的本地內(nèi)存，而內(nèi)存brick塊具有更多數(shù)量的DDR4內(nèi)存，可用于核算brick塊。

在dRedBox體系架構(gòu)中還有別的兩種類型的brick塊;加快器塊能夠供給GPU或FPGA硬件來加快應(yīng)用程序(如機(jī)器學(xué)習(xí)或剖析);以及一個操控器塊，其是一種辦理一切其他塊的特別塊。

為了習(xí)慣匹配現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心根底設(shè)施，dRedBox團(tuán)隊(duì)想象任何出產(chǎn)環(huán)境中布置的塊都應(yīng)安裝在類似規(guī)范機(jī)架式服務(wù)器體系的2U機(jī)柜中。這些機(jī)柜外殼可能包含任何塊類混合。

這種模塊化組織的長處在于：其還能夠輕松完成晉級;企業(yè)數(shù)據(jù)中心的操作運(yùn)營人員們能夠簡略地選用具有更高功能的新的核算塊來替換，或許將內(nèi)存塊替換為具有更大內(nèi)存容量的塊，而不會讓廢物填滿整個服務(wù)器。

可是，整個架構(gòu)的關(guān)鍵部分是將塊銜接在一起的互連技能。這必須是高速和低推遲性的，不然當(dāng)核算塊讀取存儲在內(nèi)存塊中的數(shù)據(jù)時功能會受到影響。

低推遲架構(gòu)

關(guān)于其演示體系，dRedBox團(tuán)隊(duì)在機(jī)箱內(nèi)運(yùn)用一款電氣交流機(jī)矩陣銜接塊，而光學(xué)交流機(jī)矩陣銜接到機(jī)架中另一個機(jī)箱內(nèi)的塊。關(guān)于IT環(huán)境而言，這些交流矩陣通常是電路交流的，這意味著它們在裝備塊之后會創(chuàng)立專用通道，不像以太網(wǎng)那樣的分組交流網(wǎng)絡(luò)，后者會依據(jù)數(shù)據(jù)分組中的地址將數(shù)據(jù)路由到其意圖地。

依據(jù)Reale的介紹，挑選這種組織恰恰是因?yàn)樾枨蟮屯七t性。

“經(jīng)過電路交流與分組交流相比，當(dāng)從核算機(jī)塊到內(nèi)存塊時，能夠讓內(nèi)存懇求的推遲低得多。”他說。

實(shí)踐上，Reale宣稱即便運(yùn)用研討級硬件，dRedBox體系也能夠以遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于1微秒的端到端推遲時間所需對長途存儲器的拜訪，并且出產(chǎn)級處理器芯片以全時鐘速度運(yùn)轉(zhuǎn)，功能會更高。

在核算和內(nèi)存塊之間樹立電路交流鏈路的另一個長處是，其與軟件看起來完全相同，就像內(nèi)存直接銜接到CPU的規(guī)范服務(wù)器相同。

“咱們正在運(yùn)用一些現(xiàn)有的操作體系擴(kuò)展，比如在Linux中關(guān)于非統(tǒng)一內(nèi)存的NUMA支撐，以代表已知體系架構(gòu)的應(yīng)用程序的內(nèi)存距離，而關(guān)于其他應(yīng)用程序則是不知道的，他們能夠認(rèn)為是本地內(nèi)存，不需求知道內(nèi)存在哪里。”Reale說。

演示設(shè)置的規(guī)劃相對較小，僅包含三個托盤，但dRedBox團(tuán)隊(duì)明顯能夠經(jīng)過運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐的云作業(yè)負(fù)載來對其進(jìn)行測驗(yàn)，雖然這些測驗(yàn)的成果現(xiàn)在沒有發(fā)布。

“咱們不想運(yùn)用基準(zhǔn)測驗(yàn)，因?yàn)樵蹅冃枨蟾弑Ｕ娑鹊某晒?，所以咱們?shí)踐上運(yùn)用了一組實(shí)在的云應(yīng)用程序，包含數(shù)據(jù)剖析和在線事務(wù)處理，內(nèi)存緩存，并運(yùn)用音訊署理來測驗(yàn)這方面的盡力將怎么影響到物聯(lián)網(wǎng)商場。”Reale說。

依據(jù)dRedBox團(tuán)隊(duì)的介紹，演示體系至少能夠在功能方面與規(guī)范的橫向擴(kuò)展服務(wù)器布置相匹配，一起將所運(yùn)用的資源削減25%到50%。在項(xiàng)目結(jié)束時，該團(tuán)隊(duì)希望能夠展示整個dRedBox硬件機(jī)架的功能怎么。

與此一起，架構(gòu)的任何出產(chǎn)版別都需求習(xí)慣現(xiàn)有的根底架構(gòu)，特別是辦理東西。為此，dRedBox操控面板將經(jīng)過API與常用業(yè)務(wù)流程辦理組織東西進(jìn)行交互。

“操控面板或業(yè)務(wù)流程辦理面板基本上是用于銜接CPU和內(nèi)存的一些帶外服務(wù)器，并且這個接口是作為一款A(yù)PI揭露的，特別是REST API，并且能夠由數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營商要么手動運(yùn)用或許要么更有可能完成集成——正如咱們現(xiàn)已在項(xiàng)目中所做的那樣——假如您想布置虛擬機(jī)或?yàn)槿萜鞑贾肒ubernetes，則需求像OpenStack這樣的更高檔的業(yè)務(wù)流程辦理組織軟件。”Reale解說說。

惠普企業(yè)公司、英特爾也在致力于服務(wù)器解耦作業(yè)

事實(shí)上，dRedBox團(tuán)隊(duì)并不是僅有尋求經(jīng)過服務(wù)器解耦以作為處理現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心架構(gòu)所面對的許多問題的可能處理方案的團(tuán)隊(duì)。

另一個團(tuán)隊(duì)是HPE的The Machine研討項(xiàng)目，該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)主要規(guī)劃用于供給可支撐大數(shù)據(jù)剖析等應(yīng)用程序的非常大的內(nèi)存空間的體系。他們還具有獨(dú)立的核算和內(nèi)存模塊，能夠安裝在基本上是機(jī)架式服務(wù)器的機(jī)箱集群中，并運(yùn)用內(nèi)存結(jié)構(gòu)進(jìn)行互連。在去年推出的演示體系中，HPE運(yùn)用光鏈路銜接了40個包含160TB同享內(nèi)存的節(jié)點(diǎn)。

與此一起，英特爾公司也推出了該公司自己的稱為RSD(Rack Scale Design)架構(gòu)的項(xiàng)目方案。該項(xiàng)目方案從類似的方針開端，但迄今為止，英特爾一向致力于從服務(wù)器節(jié)點(diǎn)分化存儲，而不是別離核算和內(nèi)存。英特爾還專心于創(chuàng)立名為Redfish的API辦理，旨在供給機(jī)架等級規(guī)劃的資源發(fā)現(xiàn)和辦理，并支撐來自不同供貨商的RSD產(chǎn)品之間的互操作性。

英特爾的RSD項(xiàng)目方案正在逐步發(fā)展，以便讓戴爾EMC，愛立信和Supermicro等廠商能夠以他們感到滿足的速度將技能整合到他們的產(chǎn)品中。一起，HPE的新式核算機(jī)運(yùn)算架構(gòu)The Machine所開發(fā)的技能和概念很可能會被注入到其他渠道，例如美國能源部的Exascale Computing項(xiàng)目，HPE也參加其間。

至于dRedBox項(xiàng)目，這是多家企業(yè)組織之間的協(xié)作盡力，一起還包含多所大學(xué)及其分拆公司，并且涵蓋了合作伙伴之間的多項(xiàng)知識產(chǎn)權(quán)協(xié)議?？墒牵搱F(tuán)隊(duì)所希望的是，當(dāng)項(xiàng)目結(jié)束時，其將能夠供給一些能夠布置在方針環(huán)境中的東西，但這依然需求付諸額定的盡力。

因?yàn)槟軌蛑皇沁\(yùn)用25%到50%的資源來運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)負(fù)載，基于解耦架構(gòu)的體系應(yīng)該能夠吸引更多數(shù)據(jù)中心客戶。可是，正如咱們曾經(jīng)所經(jīng)?？吹降哪菢?，出色的主意和理念其實(shí)并不總是能夠推翻現(xiàn)狀;您是否還記得IBM公司的PureSystems處理方案的事例呢?

通常狀況下，供貨商們往往都會發(fā)現(xiàn)投資于任何與他們現(xiàn)在向客戶交付的產(chǎn)品距離過大的產(chǎn)品均會面對著過大的危險，并且，這將需求一家具有像英特爾這樣等級影響力的企業(yè)才干真實(shí)將新技能推向商場。因而，真實(shí)可組合的硬件是否真的能夠被推向商場還有待調(diào)查。或許只有當(dāng)比如谷歌、Facebook和亞馬遜這樣的超大規(guī)劃企業(yè)用戶對這方面表現(xiàn)出滿足的愛好時，咱們才能夠等待其將有可能成為實(shí)際。

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