В Массачусетском технологическом институте создали серверы без ОЗУ

14 July, 2015 — ИТ: железо

Разработчики Массачусетского технологического института (МТИ) создали серверную сеть без использования оперативной памяти. По утверждению авторов проекта, данная система дешевле и эффективнее в некоторых сферах, чем серверы с традиционной архитектурой.

Исследователи из МТИ разработали сервер, в котором вместо оперативной памяти используется флэш-память, сообщает Cnews.ru.

Оперативная память (ОЗУ или DRAM) — это память, в которой хранятся данные во время их обработки. Процессор способен читать и записывать в нее данные в тысячи раз быстрее, чем на диск. Но в эру больших данных оперативной памяти даже в самых мощных серверах оказывается недостаточно. Например, для того чтобы поместить в ОЗУ человеческий геном (около 78 тыс. ТБ), потребуется память 40-100 серверов.

Инженеры из МТИ предложили конструкцию сервера, в котором процессор общается с дисковым накопителем, роль которого играет флэш-память. ОЗУ при этом не предусмотрено.

При поддержке Quanta Computer, Samsung Electronics и Xilinx команда исследователей построила прототип сети с 20 серверами. Каждый сервер был подключен к программируемой вентильной матрице (FPGA) — специальной микросхеме, позволяющей эмулировать различные электрические цепи. Каждая микросхема FPGA, в свою очередь, была подключена к блоку флэш-памяти емкостью 500 ГБ и двум соседним FPGA в серверной стойке.

Благодаря тому, что FPGA были подключены друг к другу, любой сервер смог мгновенно получать доступ к данным на любых блоках флэш-памяти. Кроме того, FPGA отвечали за управление флэш-памятью. Это непростая задача — обычный серверный SSD-накопитель содержит около восьми процессоров и 1 ГБ оперативной памяти только лишь для исполнения функции управления.

Роль ОЗУ в новых серверах играют SSD-накопители. Наконец, FPGA выполняли предварительную обработку данных, хранящихся во флэш-памяти. Исследователи разработали три отдельных алгоритма предварительной обработки для трех сфер применения: поиск похожих изображений по шаблону, оценка релевантности веб-страниц и онлайн база-данных.

Флэш-память в 10 раз дешевле и во столько же раз эффективней с точки зрения потребления электроэнергии, чем оперативная память. Но одновременно и в 10 раз медленнее. По словам разработчиков решения, они смогли решить эту проблему посредством специальных алгоритмов.

Исследователи доказали эффективность новой технологии. Они испробовали сценарий, когда обращение к диску происходило лишь 5% всего времени работы. Производительность такой системы оказалась на уровне производительности флэш-памяти. Иными словами, хранение данных в ОЗУ не дало повышения эффективности.

Без использования технологии исследователей из МТИ для ускорения работы флэш-памяти, 40 серверов с 10 ТБ оперативной памяти не могут выполнить вычисления быстрее, чем 20 серверов с 20 ТБ флэш-памяти, приводят в пример авторы проекта, добавляя, что флэш-память еще и потребляет в разы меньше электроэнергии.

«Это не замена DRAM или что-то в этом роде, — пояснили исследователи. — Но существуют множество приложений, которые смогли бы работать быстрее при использовании такой архитектуры. Многие экспериментируют с новыми способами применения флэш-памяти. Мы лишь пытаемся найти ей новое место в конструкции вычислительной системы».

Серверы без ОЗУ, серверная сеть без оперативной памяти, Массачусетский технологический институт

Tweet  

Читайте так же:

Volkswagen Sedric: на Женевском салоне появится электрокар с автопилотом

9 March, 2017

Женевский автосалон будет проходить с 9 по 19 марта. В рамках мероприятия Volkswagen покажет электрокар, которому не нужен водитель.

Теперь на колесах: Boston Dynamics создала очередного робота

28 February, 2017

Американские инженеры из Boston Dynamics (Alphabet) показали нового робота, которого можно считать следующим этапом развития робототехники. Модель, которая умеет перепрыгивать препятствия и поднимать грузы, передвигается на колесах.

Xiaomi выпустила смарт-гитару и назвала ее Populele

15 February, 2017

Xiaomi начала осваивать производство музыкальных инструментов. Компания анонсировала выпуск «умной» гавайской гитары, способной самообучаться. Название новинки созвучно с названием самого инструмента — Populele.

LuminAID: на Kickstarter собраны деньги на производство надувных фонарей

14 February, 2017

На Kickstarter успешно завершился сбор средств на создание надувных фонарей, которые могут заряжаться от солнечного света. При помощи устройства также можно зарядить мобильный телефон.

Huawei представит защищенные телефоны

13 February, 2017

Кнопочные телефоны от Huawei получили аккумуляторы повышенной емкости и отличаются весьма прочным корпусом. Местный регулятор TENAA уже представил описание их характеристик.