Video: What's inside a Facebook Datacenter Open Compute Rack? (Listopad 2024)
Snad nejzajímavějším trendem v oblasti počítačového hardwaru je dnes projekt Open Compute Project a úsilí, které vyvíjí, směrem k běžným a efektivním standardům pro vybavení datových center, spíše než proprietární hardware a software, který máme dnes. Když jsme poprvé slyšeli o Open Compute, zdálo se to jako dobrý způsob, jak pro webové firmy ve velkém měřítku navrhovat energeticky účinnější a snáze udržovatelné servery. Od té doby se však Open Compute rozšířil na mnoho dalších forem hardwaru - od úložiště po síťování - a stává se použitelným pro podnikové počítače, nejen pro cloudové softwarové společnosti.
To vše bylo evidentní na minulém týdnu na Open Compute Project Summitu, kde řada společností představila nový hardware navržený pro práci s hardwarem a specifikacemi Open Compute, od serverů po síťování.
„V roce 2011 jsme zasadili několik semen, “ uvedl při zahájení summitu Frank Frankovsky z Facebooku, který předsedá Nadaci OCP. "Co by se stalo, kdybychom na hardwarový prostor aplikovali principy otevřeného zdroje? Práce, kterou společně děláme, zásadně mění průmysl."
Nové čipy a specifikace Push servery ARM
Některé věci oznámené v průběhu týdne vynikly. Velká většina serverů v reálném světě a v projektu Open Compute Project je založena na procesorech Intel Xeon a architektuře x86. I když je nepravděpodobné, že se to brzy změní, konkurenti jako ARM a AMD měli nějaké zajímavé alternativy.
AMD oznámila svůj první 64bitový serverový procesor na bázi ARM, 28nm Opteron A1100 Series (kódově pojmenovaný Seattle), který Andrew Feldman, generální ředitel a viceprezident společnosti, uvedl, že bude odběratelům vzorkovat „během týdnů“, i když je to Neočekává se, že bude široce dostupný až do konce roku. A1100 obsahuje 4 nebo 8jádrové procesory ARM Cortex-A57, až 4 MB sdílených L2 a 8 MB sdílené mezipaměti L3, duální DDR3 nebo DDR4 paměťové kanály s ECC, ARM TrustZone pro zabezpečení a ko-procesory pro šifrování a data komprese.
Feldman hovořil o A Series Development Kit s procesorem A1100 a řekl, že společnost úzce spolupracovala s Linaro Enterprise Group a dodavateli softwaru na vývoji kompatibilního operačního systému Linux založeného na Fedorově Red Hat, optimalizované LAMP zásobníku, podpoře Java a dalších software včetně aplikací, hypervizorů, kompilátorů a simulátorů. Feldman vydržel návrh malého mikroserveru s využitím série AMD Opteron A a společné specifikace slotů pro projekt Open Compute pro základní desky známé jako „Group Hug“ a oznámil, že společnost do projektu přispívá tak, aby hardwarové společnosti mohly začít s tím stavět servery.
Zatímco Feldman řekl, že AMD se zavázala x86 a ARM, důrazně navrhl, aby budoucnost datového centra směřovala k serverům založeným na ARM. "V historii počítačů vždy zvítězily menší, levnější a objemnější CPU, " řekl Feldman. "Neexistuje žádná výjimka z tohoto." Poznamenal, že v loňském roce bylo dodáno 8 miliard procesorů ARM ve srovnání s 13 miliony serverových procesorů x86. (Zdá se to jako hloupé srovnání, protože zahrnuje procesory ARM používané ve všech druzích aplikací bez datového centra, ale vylučuje x86 používané na čemkoli kromě serverů.) Feldman předpověděl, že do roku 2019 bude ARM ovládat čtvrtinu trhu se servery a vlastní ARM SoCs bude standardem pro velká datová centra, zatímco na trhu x86 serverů dominují menší a efektivnější CPU x86.
Společnost Applied Micro také na čipové straně uvedla, že její X-Gene 2 bude letos na jaře vzorkovat, co společnost říká, že bude první implementací ARMv8 navrženou pro servery. Feldman také uvedl, že za ním bude příští rok následovat X-Gene 3 se 16 nebo více jádry ARM vyrobenými na procesoru FinFET.
Jednou z obav, které někteří lidé měli o serverech založených na ARM, je fragmentace. Za tímto účelem Ian Drew, výkonný viceprezident pro obchodní rozvoj a hlavní marketingový ředitel společnosti ARM, oznámil novou architekturu Server Base System Architecture. Cílem je mít jednu základní specifikaci hardwaru pro vývojáře OS a firmwaru a jeden jediný obraz OS pro všechny servery založené na ARMv8-A. „Jedná se o hardwarovou specifikaci, kterou napsali hardwaroví a softwaroví chlapci společně, “ řekl Drew. Poznamenal, že se nejedná o standardizaci, kdy každý bude monolitický, ale je navržen tak, aby k diferenciaci došlo ve správné vrstvě ve správný čas.
Drew řekl, že ARM chce zajistit, aby s ním všichni byli, takže je veřejně dostupný na webu ARM. Má podporu OEM a řady polovodičových partnerů, včetně AMD, Applied Micro, Broadcom a Cavium.
Microsoft se připojí k OCP
Microsoft uvedl, že se připojil k OCP a přispěl kompletní sadou specifikací pro servery, které pohánějí sady Office 365, Windows Azure a Bing. Firemní viceprezident Bill Laing řekl, že společnost chce řídit inovace v cloudových datových centrech. Tento počáteční design se velmi liší od standardního 21palcového stojanu původně poskytovaného společností Facebook, který dosud definoval mnoho serverů Open Compute. Místo toho se jedná o 12U šasi, které se vejde do standardního stojanu s výpočetní čepelí, úložnou čepelí, sdílenou zadní rovinou, sdílenou energií a chlazením a uzlem správy.
Laing řekl, že tyto návrhy mohou být předem smontovány a mají minimální integraci na místě, protože kompletní zásobníky lze vyjmout a vyměnit. Ve srovnání s tradičním podnikovým serverem uvedl, že tento návrh přináší až 40 procent úspory nákladů, až 15 procent zvýšení energetické účinnosti a 50 procent zlepšení doby nasazení a servisní doby. Záměrem je umožnit zákazníkům získat stejné výhody a „posunout vpřed cloud computing stejně, jako jsme transformovali výpočetní datová centra v podniku“.
Společnost Microsoft provozuje více než 200 cloudových služeb po celém světě a obsluhuje více než 1 miliardu zákazníků a více než 20 milionů podniků na více než 90 trzích av současné době ve svých datových centrech nasazuje přes 1 milion serverů, uvedl Laing.
Otevřete aplikaci Compute Adds Networking
Jedním z nových projektů je vytváření sítí, které bylo oficiálně zahájeno loni v květnu. "Je to divné, že open source měl tento úžasně pozitivní dopad na software a servery a datová centra a úložiště a máme tyto láskyplně vytvořené ostrovy open-source technologie, ale to, co tyto ostrovy spojuje, je stále proprietární černá skříňka, " Řekl Frankovsky. "Rozhodli jsme se tedy otevřít tuto černou skříňku a dát zákazníkům flexibilitu a možnost volby v jejich síti a průhlednosti. Stejné věci, které přitahují lidi k softwaru s otevřeným zdrojovým kódem, je to, co nás přitahuje k hardwaru s otevřeným zdrojovým kódem. Je to přirozená lidská zvědavost, jak tato práce a jak by to fungovalo jinak, kdybych ji rozebral a dal dohromady, jak to chci dát dohromady?"
Během několika měsíců řekl OCP příspěvky od společností Broadcom, Intel, Mellanox, Big Switch a Cumulus Networks.
Zatímco řada společností hovořila o nechráněných přepínačích typu „top-of-rack“, byla jsem fascinována tím, že společnost Dell oznámila dohodu se společností Cumulus Networks, podle níž by hardwarová společnost prodávala síťový software založený na systému Linux společnosti Cumulus na vrcholu sítě kompatibilní s OCP. Hardware.
Mezi další zajímavé hardwarové novinky na veletrhu patřilo oznámení Seagate, že přispívá svou platformou Kinetic pro ukládání dat do OCP, což umožňuje aplikacím připojit se k úložišti přímo přes Ethernet místo procházení tradičními úložnými servery.
Facebook je full-stack optimalizace infrastruktury
Vzhledem k jeho klíčové roli při spouštění Open Compute není divu, že Facebook je jedním z lídrů v přijímání většiny technologií. Jay Parikh, viceprezident pro infrastrukturu společnosti Facebook, přednesl přednášku o tom, „proč jsou všechny věci, které Facebook dělá s infrastrukturou, skutečně důležité“. Na začátku se tým pro infrastrukturu na Facebooku soustředil jen na to, aby věci fungovaly, řekl Parikh. Ale jak to rostlo, tým rychle dosáhl limitů hardwaru a softwaru. Měli nějaké „velkolepé selhání, “ řekl, ale v procesu se naučili jednu základní věc: V měřítku jsou všechny vaše problémy zvětšeny.
Společně s tím vytvořili nový design serverů, který byl nákladově efektivnější a energeticky efektivnější a usnadnil správu a opravy serverů. Dnes má Facebook vlastní datové centrum s vlastními stojany, výpočetními a úložnými servery a sítí.
"Časem jsme byli nuceni převzít kontrolu nad každou částí zásobníku, protože jsme museli držet krok s růstem, " řekl Parikh. Mluvil o konceptu „optimalizace infrastruktury celého zásobníku“, včetně softwaru, sítí, serverů a úložiště. Nyní společnost používá pouze hardware Open Compute Project. „Ve skutečnosti šetříme tunu peněz, “ řekl. Během posledních tří let ušetřila plná optimalizace zásobníku Facebooku přes 1, 2 miliardy dolarů.
Parikh pak vydal aktualizaci chladicího úložiště Facebooku. Řekl, že první nové chladírenské zařízení společnosti s kapacitou 30 petabajtů bylo spuštěno a brzy bude v provozu druhé zařízení, jehož celková skladovací kapacita se v příštích měsících dostane na „více než 100 petabajtů“. Každé zařízení je navrženo pro uložení maximálně tří exabytů, takže je zde prostor pro růst.
Parikh poprvé představil prototyp úložného serveru Facebooku pomocí disků Blu-ray (nápad, o kterém společnost hovořila na loňském summitu). Server kabinetu má 10 000 Blu-ray disků, což představuje celkem 1 petabajt úložiště, a Facebook plánuje nakonec zvýšit hustotu na 5 petabajtů na stojan. Ve srovnání se současným systémem chlazení pevných disků by servery Blu-ray mohly snížit náklady na polovinu a snížit spotřebu energie o 80 procent, řekl Parikh. Facebook plánuje otestovat produkční systém koncem tohoto roku a servery Blu-ray by používal pro chladné ukládání zřídka přístupných uživatelských fotografií a videí.
Otevřete výpočetní a menší společnosti
Jedna z věcí, která mě ze summitu nejvíce zaujala, byla indikace, že koncept nezahrnují pouze cloudové společnosti jako Facebook, Rackspace a Microsoft. Místo toho Frankovsky poukázal na velké podnikové zákazníky, jako jsou Bloomberg, Fidelity a Goldman Sachs, jako na proces nasazení Open Compute.
Je zajímavé, že nyní existuje více způsobů použití standardních 19palcových komponent stojanu s 21palcovým kontejnerem Open Rack a naopak. Frankovsky například poukázal na to, že Fidelity přišel s Open Bridge Rack do standardního EIA stojanu do Open Rack. Společnost Hyve Solutions vzala některé systémové desky Open Compute a přebalila je do standardních 19palcových podnosů a přispěla designem zpět k založení.
Andreessen uvedl, že nyní existuje radikální příležitost pro kombinaci open-source softwaru a open-source hardwaru ve velkém objemu, aby se významně snížily náklady na systémy a poskytovaly cloudové služby v oblastech, jako je zdravotní péče a vzdělávání. Nové společnosti mohou běžet téměř úplně v cloudu, takže v důsledku toho 500 000 dolarů nyní koupí startovací dva roky dráhy k uvedení produktu na trh. Zatímco Facebook (Andreessen je na šachovnici) má nyní velký kapitálový rozpočet, řekl, pokud by existoval v roce 1999, vyžadovalo by to kapitálový rozpočet 50 až 100krát větší, než je nyní, možná by utrácel 100 miliard dolarů ročně na kapitál vybavení, které je nemožné. Vývoj levnějšího a velkoobjemového hardwaru umožňuje služby jako Facebook nebo Google. Pokud předvídáte dalších 10 let, řekl, že služby, které budou možné, budou ohromující.
"Celý růst je v cloudu, " řekl Bechtolsheim a tradiční výdaje na IT zůstaly ploché nebo klesaly. Arista Networks vyvíjí síťová zařízení, která vyhovují potřebám těchto cloudových datových center. Řekl, že má velký smysl standardizovat síťový hardware. Dokud nepřijde projekt Open Compute, Bechtolsheim řekl, toto odvětví nikdy nemělo fórum pro otevřené, kolaborativní hardwarové inovace. Nyní však stále existuje několik společností, které si vyrábějí vlastní čipy, a věří, že se jedná o starší model. Jde o to, že potřebujete síť softwaru, která skutečně funguje. Hardware je snadný, software je tvrdý, řekl, proto Arista má mnohem větší softwarový tým.
Bechtolsheim uvedl, že příchod 64bitových výpočetních systémů a SoC s ARM s vyššími kmitočty (alespoň 2 GHz) je to, co zajistí, že ARM bude životaschopné v datovém centru. Je pravděpodobné, že se to stane, když to bude mít smysl, řekl. Řekl také, že „na obranu Intelu“ odvedl pozoruhodnou práci s využitím své procesní technologie, aby dodal energeticky účinnější a levnější oddělené procesory. Intel je zde impozantní konkurent a pro udržení inovací potřebujete soutěže, řekl. Při současném tempu vývoje bude datové centrum, které dnes stojí 1 miliardu USD, stát za 10 let pouze 10 000 dolarů. To umožní další generaci aplikací.
Abychom pomohli rozšířit přijetí produktů Open Compute, Frankovsky oznámil jiný druh technologické licence, která je spíš jako GPL, takže veškeré odvozené práce budou vráceny nadaci a také certifikace hardwaru Open Compute pomocí nových laboratoří na Tchaj-wanu a na University of Texas v San Antoniu.
