Video: LISA14 - Open Compute Project and the Changing Data Center (Septembra 2024)
Snáď najzaujímavejším trendom počítačového hardvéru v súčasnosti je projekt Open Compute Project a úsilie, ktoré vyvíja, smerom k spoločným a efektívnym štandardom pre vybavenie dátových centier, a nie k hardvéru a softvéru, ktorý máme dnes. Keď sme sa prvýkrát dozvedeli o Open Compute, zdalo sa to ako dobrý spôsob, ako môžu webové firmy vo veľkom meradle navrhovať servery, ktoré sú energeticky účinnejšie a ľahšie udržiavateľné. Od tej doby sa Open Compute rozrástla a zahŕňa mnoho ďalších foriem hardvéru - od úložného priestoru po sieťové pripojenie - a stáva sa aplikovateľnou na podnikové výpočty, nielen na softvérové spoločnosti typu cloud.
To všetko bolo evidentné na minulotýždňovom Open Compute Project Summite, na ktorom rôzne spoločnosti predstavili nový hardvér navrhnutý pre prácu s hardvérom a špecifikáciami Open Compute, od serverov po sieťové pripojenie.
„V roku 2011 sme vysadili niekoľko semien, “ na začiatku samitu uviedol Frank Frankovsky z Facebooku, ktorý predsedá nadácii OCP. „Čo by sa stalo, keby sme na hardvérový priestor uplatňovali princípy otvoreného zdroja? Práca, ktorú spolu robíme, zásadne mení odvetvie.“
Nové čipy a špecifikácie Servery založené na ARM
Niektoré veci oznámené v priebehu týždňa vynikli. Veľká väčšina serverov v skutočnom svete av projekte Open Compute Project je založená na procesoroch Xeon spoločnosti Intel a architektúre x86. Aj keď to nie je pravdepodobné, že sa čoskoro zmení, konkurenti ako ARM a AMD mali zaujímavé alternatívy.
AMD oznámila svoj prvý 64-bitový serverový procesor založený na ARM, 28nm série Opteron A1100 (s názvom Seattle), ktorú podľa Andrewa Feldmana, generálneho riaditeľa a viceprezidenta spoločnosti, bude vzorkovať zákazníkom „do niekoľkých týždňov“, hoci je to neočakáva sa, že budú široko dostupné až do konca roka. A1100 obsahuje 4- alebo 8-jadrové procesory ARM Cortex-A57, až 4 MB zdieľaných L2 a 8 MB zdieľanej vyrovnávacej pamäte L3, duálne pamäťové kanály DDR3 alebo DDR4 s ECC, zabezpečenie ARM TrustZone a pomocné procesory na šifrovanie a dáta kompresie.
Feldman hovoril o sérii A Development Kit s procesorom A1100 a uviedol, že spoločnosť úzko spolupracovala s Linaro Enterprise Group a dodávateľmi softvéru pri vývoji kompatibilného operačného systému Linux založeného na Fedore spoločnosti Red Hat, optimalizovanom zásobníku LAMP, podpore Java a ďalších. Softvér vrátane aplikácií, hypervizorov, kompilátorov a simulátorov. Feldman zdvihol malý dizajn mikroserverov s použitím série AMD Opteron A a spoločnej špecifikácie slotov Open Compute Project pre základné dosky známe ako „Group Hug“ a oznámil, že spoločnosť k nemu prispieva tak, aby hardvérové spoločnosti mohli na základe toho začnite stavať servery.
Kým Feldman povedal, že AMD sa zaviazala k x86 ak ARM, dôrazne navrhol, aby budúcnosť dátového centra smerovala k serverom založeným na ARM. „V histórii počítačov vždy zvíťazili menšie, lacnejšie a veľkoobjemové procesory, “ uviedol Feldman. „Neexistuje žiadna výnimka z tohto.“ Poznamenal, že v minulom roku bolo dodaných 8 miliárd procesorov ARM v porovnaní s 13 miliónmi serverových CPU x86. (Zdá sa to ako hlúpe porovnanie, pretože zahŕňa procesory ARM používané vo všetkých druhoch aplikácií, ktoré sa netýkajú dátových centier, ale vylučuje procesor x86 používaný na všetkých serveroch.) Feldman predpovedal, že do roku 2019 bude ARM ovládať štvrtinu trhu so servermi a prispôsobovať ju ARM SoC bude štandardom pre veľké dátové centrá, zatiaľ čo na trhu serverov x86 budú dominovať menšie a efektívnejšie procesory x86.
Spoločnosť Applied Micro tiež uviedla, že jej X-Gene 2 bude na jar tohto roku vzorkovať, čo spoločnosť tvrdí, že bude prvou implementáciou ARMv8 navrhnutou pre servery. Feldman tiež uviedol, že na budúci rok bude nasledovať X-Gene 3 so 16 alebo viac ARM jadierami vyrobenými v procesore FinFET.
Jedným z problémov, ktoré niektorí ľudia mali o serveroch založených na ARM, je fragmentácia. Ian Drew, výkonný viceprezident pre obchodný rozvoj a hlavný marketingový riaditeľ spoločnosti ARM, ohlásil novú serverovú architektúru systému báz. Cieľom je mať jednu základnú hardvérovú špecifikáciu pre vývojárov OS a firmvéru a jeden jediný obraz OS pre všetky servery založené na ARMv8-A. „Je to hardvérová špecifikácia, ktorú napísali hardwaroví a softvéroví chlapci spolu, “ povedal Drew. Poznamenal, že nejde o štandardizáciu, kde každý bude monolitický, ale namiesto toho je navrhnutý tak, aby k diferenciácii došlo v správnom čase v správnom čase.
Drew povedal, že ARM sa chce ubezpečiť, že s ním všetci sú, takže je verejne prístupný na webovej stránke ARM. Má podporu OEM a niekoľkých polovodičových partnerov vrátane AMD, Applied Micro, Broadcom a Cavium.
Microsoft sa pripája k OCP
Microsoft uviedol, že sa pripojil k OCP a prispel kompletnou sadou špecifikácií pre servery, ktoré poháňajú Office 365, Windows Azure a Bing. Viceprezident spoločnosti Bill Laing uviedol, že spoločnosť chce viesť inovácie v cloudových dátových centrách. Tento počiatočný dizajn sa veľmi líši od štandardného 21-palcového stojanu, ktorý pôvodne prispel Facebook a ktorý doteraz definoval väčšinu serverov Open Compute. Namiesto toho je to 12U šasi, ktoré sa zmestí do štandardného stojana s výpočtovou čepeľou, úložnou čepeľou, zdieľanou základnou doskou, zdieľanou energiou a chladením a uzlom riadenia.
Tieto návrhy môžu byť vopred zmontované a majú minimálnu integráciu na mieste, pretože kompletné zásobníky je možné vybrať a vymeniť. V porovnaní s tradičným podnikovým serverom uviedol, že tento návrh prináša až 40 percent úspory nákladov, až 15 percent zisky z energetickej účinnosti a 50 percent zlepšenia času nasadenia a servisu. Zámerom je umožniť zákazníkom získať rovnaké výhody a „posúvať cloud computing rovnako, ako sme transformovali výpočty podnikových dátových centier“.
Spoločnosť Microsoft prevádzkuje na celom svete viac ako 200 cloudových služieb, ktoré obsluhujú viac ako 1 miliardu zákazníkov a viac ako 20 miliónov firiem na viac ako 90 trhoch av súčasnosti vo svojich dátových centrách rozmiestňujú viac ako 1 milión serverov.
Otvorte program Compute Adds Networking
Jedným z nových projektov je vytváranie sietí, ktoré bolo oficiálne spustené v máji. „Je to čudné, že otvorený zdroj mal tento úžasne pozitívny vplyv na softvér a servery a dátové centrá a úložisko a máme tieto láskyplne vytvorené ostrovy technológie s otvoreným zdrojom, ale to, čo tieto ostrovy spája, je stále patentovaná čierna skrinka, “ Frankovsky povedal. „Rozhodli sme sa preto otvoriť túto čiernu skrinku a poskytnúť zákazníkom flexibilitu a výber v ich sieti a transparentnosti. Rovnaké veci, ktoré priťahujú ľudí k softvéru s otvoreným zdrojom, je to, čo nás priťahuje k hardvéru s otvoreným zdrojom. Je to prirodzená ľudská zvedavosť o tom, ako to robí táto práca a ako by to fungovalo inak, keby som ju rozobral a dal ju späť tak, ako ju chcem dať dohromady? “
Počas niekoľkých mesiacov OCP dostal príspevky od spoločností Broadcom, Intel, Mellanox, Big Switch a Cumulus Networks.
Zatiaľ čo mnoho spoločností hovorilo o nechránených prepínačoch typu „top-of-rack“, bolo by zaujímavé, keby spoločnosť Dell oznámila dohodu so spoločnosťou Cumulus Networks, v rámci ktorej by hardvérová spoločnosť ďalej predávala sieťový softvér založený na systéme Linux spoločnosti Cumulus nad sieťou kompatibilnou s OCP. hardware.
Medzi ďalšie zaujímavé novinky týkajúce sa hardvéru na výstave patrilo oznámenie spoločnosti Seagate, že prispieva svojou platformou úložísk Kinetic spoločnosti OCP, ktorá umožňuje aplikáciám pripojiť sa k úložisku priamo cez Ethernet, a nie prechádzať cez tradičné úložné servery.
Facebookova úplná optimalizácia infraštruktúry
Vzhľadom na svoju kľúčovú úlohu pri zavádzaní Open Compute nie je prekvapujúce, že Facebook je jedným z lídrov pri zavádzaní väčšiny technológií. Jay Parikh, viceprezident spoločnosti Facebook pre infraštruktúru, prednášal o tom, „prečo sú všetky veci, ktoré Facebook robí s infraštruktúrou, skutočne dôležité“. Na začiatku sa tím pre infraštruktúru na Facebooku sústredil iba na to, aby udržal veci v chode, uviedol Parikh. Ale ako to neustále rástlo, tím rýchlo dosiahol hranice hardvéru a softvéru. Mali nejaké „veľkolepé zlyhania“, povedal, ale v procese sa naučili jednu základnú vec: V mierke sú všetky vaše problémy zväčšené.
Popri tom vytvorili nový dizajn serverov, ktorý bol nákladovo efektívny a energeticky efektívny a uľahčil správu a opravy serverov. Dnes má Facebook vlastné dátové centrum s vlastnými stojanmi, počítačovými a úložnými servermi a sieťami.
"Časom sme boli nútení prevziať kontrolu nad každou časťou zásobníka, pretože sme museli držať krok s rastom, " povedal Parikh. Hovoril o koncepte „optimalizácie infraštruktúry celého zásobníka“ vrátane softvéru, sietí, serverov a úložiska. Teraz spoločnosť používa iba hardvér Open Compute Project. „Skutočne šetríme tony peňazí, “ povedal. V posledných troch rokoch sa vďaka optimalizácii celého balíka ušetril Facebooku viac ako 1, 2 miliardy dolárov.
Parikh potom aktualizoval chladiarenské úložisko Facebooku. Uviedol, že prvé nové chladiarenské zariadenie spoločnosti s kapacitou 30 petabajtov je už v prevádzke a druhé sa čoskoro uvedie na trh, čím sa celková kapacita skladovania v nasledujúcich mesiacoch zvýši na „viac ako 100 petabajtov“. Každé zariadenie je navrhnuté tak, aby ukladalo maximálne tri exabajty, takže existuje veľa priestoru pre rast.
Parikh prvýkrát predstavil prototyp úložného servera Facebooku pomocou diskov Blu-ray (ide o myšlienku, o ktorej spoločnosť hovorila na minuloročnom samite). Server kabinetu má 10 000 Blu-ray diskov na celkom 1 petabajt úložného priestoru a Facebook plánuje nakoniec zvýšiť hustotu na 5 petabajtov na stojan. V porovnaní so súčasným systémom chladenia na pevných diskoch by servery Blu-ray mohli znížiť náklady na polovicu a znížiť spotrebu energie o 80 percent, uviedol Parikh. Facebook plánuje testovať produkčný systém koncom tohto roka a servery Blu-ray by používal na chladné ukladanie zriedkavo prístupných užívateľských fotografií a videí.
Otvorte výpočtové a menšie spoločnosti
Jednou z vecí, ktoré ma na samite najviac zaujali, bolo naznačenie, že koncept nezahŕňajú iba spoločnosti typu cloud, ako sú Facebook, Rackspace a Microsoft. Namiesto toho Frankovsky poukázal na veľkých podnikových zákazníkov, ako sú Bloomberg, Fidelity a Goldman Sachs, na proces zavádzania Open Compute.
Je zaujímavé, že v súčasnosti existuje viac spôsobov použitia štandardných 19-palcových komponentov stojana s 21-palcovým otvoreným kontajnerom a naopak. Napríklad Frankovsky zdôraznil, že Fidelity prišiel s Open Bridge Rackom do štandardného EIA stojana do Open Racku. Spoločnosť Hyve Solutions zobrala niektoré systémové dosky Open Compute a znova ich zabalila do štandardných 19-palcových podnosov a návrh prispela späť k nadácii.
Andreessen uviedol, že v súčasnosti existuje radikálna príležitosť na kombináciu softvéru s otvoreným zdrojovým kódom a hardvéru s otvoreným zdrojom vo veľkom objeme, aby sa výrazne znížili náklady na systémy a poskytovali cloudové služby v oblastiach, ako sú zdravotníctvo a vzdelávanie. Nové spoločnosti môžu bežať takmer úplne v cloude, takže v dôsledku toho si 500 000 dolárov teraz kúpi štartovacie dva roky dráhy na uvedenie produktu na trh. Zatiaľ čo Facebook (Andreessen je na šachovnici) má teraz veľký kapitálový rozpočet, povedal, že keby existoval v roku 1999, vyžadoval by si kapitálový rozpočet 50 až 100-krát väčší, ako je teraz, možno by ročne investoval 100 miliárd dolárov ročne. vybavenie, ktoré nie je možné. Vývoj lacnejšieho hardvéru s väčším objemom umožňuje služby ako Facebook alebo Google. Ak predpovedáte ďalších 10 rokov, povedal, že služby, ktoré budú možné, budú prefúknuté.
„Celý rast je v cloude, “ povedal Bechtolsheim, pričom tradičné výdavky na IT zostali ploché alebo klesali. Arista Networks vyvíja sieťové vybavenie, ktoré vyhovuje potrebám týchto dátových centier v cloude. Povedal, že má zmysel štandardizovať sieťový hardvér. Kým neprišiel projekt Open Compute, Bechtolsheim povedal, že priemysel nikdy nemal fórum pre otvorené, kolaboratívne inovácie hardvéru. Teraz však stále existuje niekoľko spoločností, ktoré si vyrábajú vlastné čipy, a verí, že ide o starý model. Vec o sieťovaní je, že potrebujete softvérový balík, ktorý skutočne funguje. Hardvér je jednoduchý, softvér je tvrdý, povedal, a preto má Arista oveľa väčší softvérový tím.
Bechtolsheim uviedol, že príchod 64-bitových výpočtov a ARC SoC s vyššími frekvenciami (najmenej 2 GHz) je to, čo urobí ARM životaschopným v dátovom centre. Je pravdepodobné, že sa to stane, keď to bude mať zmysel, uviedol. Povedal tiež, že „na obranu spoločnosti Intel“ urobil pozoruhodnú prácu, ktorá využila technológiu procesu a priniesla energeticky účinnejšie a lacnejšie procesory. Intel je tu impozantným konkurentom a na udržanie inovácií potrebujete súťaže, povedal. Pri súčasnom tempe vývoja bude dátové centrum, ktoré dnes stojí 1 miliardu dolárov, stáť iba 10 000 dolárov za desať rokov. To umožní ďalšiu generáciu aplikácií.
Aby pomohol dosiahnuť širšiu akceptáciu produktov Open Compute, Frankovsky oznámil iný druh technologických licencií, ktoré sú viac podobné spoločnosti GPL, takže akékoľvek odvodené diela sa vrátia nadácii, ako aj certifikácia hardvéru Open Compute pomocou nových laboratórií na Taiwane a na University of Texas v San Antoniu.
