Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Кроме процессоров, важной составляющей архитектуры ЦОД являются системы хранения информации. Долгое время для этого использовались дисковые подсистемы, созданные на основе массивов HDD, являвшимися, по сути, безальтернативными устройствами. Однако ситуация стала меняться после появления твердотельных накопителей (SSD). Лишенные движущихся механических элементов и созданные на основе микросхем флэш-памяти типа NAND, SSD обеспечивают по сравнению с HDD более высокие скорости передачи данных, меньшие задержки доступа к данным, меньшие показатели энергопотребления и теплообразования, большую надежность. Переход на флэш-память 3D NAND позволил повысить надежность и ресурс SSD. Однако, как считают инженеры Intel, следующий этап связан с переходом на флэш-память 3D XPoint. Компания не раскрывает подробностей принципов работы флэш-памяти, что не снижает ее достоинств. Созданные на ее основе накопители получили наименование Optane (рис. 6). По производительности они находятся между оперативной памятью и твердотельными накопителями (рис. 4 и рис. 5), при этом значительно дешевле DRAM и в то же время значительно надежнее любого SSD.

В настоящее время для ЦОД компания Intel предлагает накопители Intel Optane SSD DC P4800X, ориентированные на корпоративный сегмент. По своей идеологии это продукты находятся на стыке обычной динамической памяти (DRAM) и флэш-памяти типа NAND.

Рис. 4.  Классическая иерархия памяти и систем хранения информации

Рис. 5.  Новая иерархия памяти и систем хранения информации

Рис. 6.  Intel Optane SSD DC P4800X

Накопители Intel Optane SSD DC P4800X (рис. 6) позволили пересмотреть традиционную архитектуру обработки данных. Они обеспечивают новый уровень в иерархии систем хранения информации (рис. 4 и рис. 5). Подключаются через шину PCI Express. В отличие от традиционных NAND SSD со странично-блочной организацией работы накопители Intel Optane SSD DC P4800X обеспечивают, как и в случае памяти DRAM, байтную адресацию. Демонстрируют очень высокую производительность: на операциях чтения/записи блоками 4 Кбайт производительность достигает 550 000 IOPS. Выносливость — 30 DWPD (перезаписей в день), что примерно в три раза больше лучших альтернативных моделей твердотельных накопителей. По сравнению с NAND SSD у Intel Optane SSD DC P4800X задержки доступа меньше более чем в 10 раз, они в 5-8 раз быстрее на низких очередях, а при 99% QoS преимущество может достигать 60 раз. Накопители оптимальны для приложений критичных к требованиям по задержкам. При этом время отклика не меняется от нагрузки. Указанные характеристики расширяют сферу применения накопителей семейства Optane. Кроме использования в качестве привычных хранилищ программ и данных, эти устройства благодаря высоким скоростным параметрам и побайтному способу адресации хорошо интегрируются в подсистему оперативной памяти (рис. 7). Это позволяет уменьшить нагрузку на DRAM, снизить требуемый объем и стоимость владения.

Рис. 7.  Два сценария использования накопителей Intel Optane

В заключение инженер Intel рассказал о некоторых примерах применения платформ с Intel Xeon Scalable и накопителями Intel Optane, ответил на многочисленные вопросы.

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

Центры обработки данных (ЦОД) нуждаются в производительных, надежных и энергоэффективных средствах обработки и хранения информации, способных работать с очень большими потоками и объемами данных. О перспективных разработках, предлагаемых компанией Intel для современных ЦОД, рассказал Михаил Цветков, инженер Intel, в своем докладе, посвященном новой серверной архитектуре Intel, а также конвергенции памяти и систем хранения.

Рис. 1.  Михаил Цветков, инженер Intel

Правильный выбор процессорной архитектуры оказывает большое влияние на показатели эффективности и масштабируемости используемых решений. При этом важнейшими характеристиками проектируемых систем являются параметры пропускной способности каналов передачи данных. Особенно это касается шин обмена данными между ядрами, кэшем процессора, контроллером памяти и подсистемой ввода/вывода, влияющих в значительной степени на скорость обработки информации.

С целью уменьшения задержек и увеличения скорости передачи данных для ЦОД следующего поколения компания Intel разработала процессоры Intel Xeon Scalable. В этих изделиях вместо традиционной Ring Architecture с кольцевым доступом к компонентам процессора реализована Mesh Architecturе (mesh — решетка). В новом решении (рис. 2) процессорные ядра, кэш, контроллеры памяти и контроллеры ввода/вывода упорядочены в строки и столбцы, между которыми находятся шины и переключатели, позволяющие данным перемещаться по требуемым маршрутам в рамках решетки. Это обеспечивает увеличение количества маршрутов для передачи сигнала на фоне сокращения преодолеваемых расстояний. Как результат, достигнуты высокая производительность и низкие задержки; потоки данных хорошо масштабируются для многопроцессорных (многосокетных) конфигураций.

Рис. 2.  Ring Architecture и Mesh Architecture

Процессорами Intel Xeon Scalable поддерживается технология Intel VMD (рис. 3) — новая технология для современных систем хранения на базе PCIe. Позволяет изолировать проблемные устройства для горячей замены и обработки ошибок. Предоставляет стандартный фреймворк для управления светодиодами на корзинах. Упрощает программный стек PCIe хранилища.

Рис. 3.  Intel VMD

Платформы с Intel Xeon Scalable и с технологией Intel VMD разработчики этих аппаратно-программных средств рекомендуют использовать для современных виртуализированных гибридных и гиперконвергентных датацентров.

В следующией части  данной статьи — о системах хранения информации для ЦОД.
    

>>    Часть 2