Video: LISA14 - Open Compute Project and the Changing Data Center (Oktober 2024)
Den kanskje mest interessante trenden innen datamaskinvare i dag er Open Compute Project, og innsatsen den gjør for å flytte til vanlige, effektive standarder for datasenterutstyr, i stedet for den egenutviklede maskinvaren og programvaren vi har i dag. Da vi først hørte om Open Compute, virket det som en god måte for hyperskala nettfirmaer å designe mer energieffektive, lettere å vedlikeholde servere. Men siden den gang har Open Compute vokst til å omfatte mange andre former for maskinvare - fra lagring til nettverk - og blir gjeldende for enterprise computing, ikke bare cloud software selskaper.
Alt dette var ganske tydelig på forrige ukes Open Compute Project Summit, der en rekke selskaper introduserte ny maskinvare designet for å fungere med Open Compute maskinvare og spesifikasjoner, fra servere til nettverk.
"Tilbake i 2011 plantet vi noen få frø, " sa Facebooks Frank Frankovsky, som er leder av OCP Foundation, under åpningen av toppmøtet. "Hva ville skje hvis vi brukte open source-prinsipper på maskinvareplassen? Arbeidet vi gjør sammen, er i grunn transformerende industrien."
Nye brikker og spesifikasjoner Trykk på ARM-baserte servere
Noen ting som ble kunngjort i løpet av uken skilte seg ut. Det store flertallet av servere, i den virkelige verden og i Open Compute Project, er basert på Intels Xeon-prosessorer og x86-arkitekturen. Selv om det neppe vil endre seg snart, hadde konkurrenter som ARM og AMD noen interessante alternativer.
AMD kunngjorde sin første 64-biters ARM-baserte server CPU, 28nm Opteron A1100-serien (kodenavnet Seattle), som Andrew Feldman, daglig leder og konserndirektør, sa vil ta prøver til kundene "innen få uker", selv om det er forventes ikke å være allment tilgjengelig før i slutten av året. A1100 inkluderer 4- eller 8-kjerne ARM Cortex-A57-prosessorer, opptil 4MB delt L2 og 8MB delt L3-cache, doble DDR3- eller DDR4-minnekanaler med ECC, ARM TrustZone for sikkerhet og co-prosessorer for kryptering og data komprimering.
Feldman snakket om et utviklingssett i A-serien med A1100-prosessoren og sa at selskapet hadde jobbet tett med Linaro Enterprise Group og programvareleverandører for å utvikle et kompatibelt Linux-operativsystem basert på Red Hat's Fedora, optimalisert LAMP-stabel, Java-støtte og annet programvare inkludert applikasjoner, hypervisorer, kompilatorer og simulatorer. Feldman holdt opp en liten mikroserverdesign ved å bruke AMD Opteron A-serien og Open Compute Project sin vanlige spillspesifikasjon for hovedkort kjent som "Group Hug", og kunngjorde at selskapet bidro til det til prosjektet slik at maskinvareselskaper kan begynne å bygge servere basert på det.
Mens Feldman sa at AMD er forpliktet til x86 og til ARM, antydet han sterkt at fremtiden til datasenteret pekte mot ARM-baserte servere. "I datamaskins historie har mindre, lavere kostnader og høyere volum CPUer alltid vunnet, " sa Feldman. "Det er ikke noe unntak fra dette." Han bemerket at det i fjor ble sendt 8 milliarder ARM-prosessorer sammenlignet med 13 millioner x86 server-CPUer. (Dette virker som en tåpelig sammenligning siden den inkluderer ARM-CPUer som brukes i alle slags applikasjoner som ikke er datasenter, men ekskluderer x86-er som brukes på alt annet enn servere.) Feldman spådde at innen 2019 vil ARM kommandere en fjerdedel av servermarkedet og tilpasset ARM SoCer vil være normen for store datasentre mens mindre, mer effektive x86 CPUer vil dominere x86-servermarkedet.
Også på brikkesiden sa Applied Micro at X-Gene 2 vil ta prøver i løpet av våren med det selskapet sier vil være den første ARMv8-implementeringen designet for servere. Feldman sa også at dette vil bli fulgt neste år av en X-Gene 3 med 16 eller flere ARM-kjerner laget på en FinFET-prosessor.
En bekymring som noen mennesker har hatt om ARM-baserte servere er fragmentering. For å motvirke dette kunngjorde Ian Drew, konserndirektør for forretningsutvikling og sjef markedsansvarlig for ARM, en ny Server Base System Architecture. Tanken er å ha en grunnleggende maskinvarespesifikasjon for OS- og firmware-utviklere og ett enkelt OS-bilde for alle ARMv8-A-baserte servere. "Det er en maskinvarespesifikasjon som ble skrevet av maskinvaregutta og programvaregutta sammen, " sa Drew. Han bemerket at dette ikke er en standardisering der alle vil være monolitiske, men i stedet er designet slik at differensiering skjer i riktig lag til rett tid.
Drew sa ARM ønsker å sørge for at alle er om bord med det, så det er offentlig tilgjengelig på ARM-nettstedet. Den har støtte fra OEMs og en rekke halvlederpartnere, inkludert AMD, Applied Micro, Broadcom og Cavium.
Microsoft blir med i OCP
Microsoft sa at den ble med i OCP og bidro med et komplett sett med spesifikasjoner for serverne som driver Office 365, Windows Azure og Bing. Konserndirektør Bill Laing sa at selskapet ønsker å drive innovasjon i nettskydatasentre. Denne første designen er veldig forskjellig fra det standard 21-tommers racket som opprinnelig ble bidratt med Facebook som har definert mye av Open Compute-servere til dags dato. I stedet er det et 12U-chassis som passer i et standard rack med et datablad, lagringsblad, delt bakplan, delt kraft og kjøling, og en administrasjonsnode.
Laing sa at disse designene kan være ferdig montert og ha minimum integrering på stedet, da komplette brett kan fjernes og erstattes. Sammenlignet med en tradisjonell bedriftsserver, sa han at denne designen gir opptil 40 prosent kostnadsbesparelser, opptil 15 prosent effektive gevinster og en forbedring på 50 prosent i distribusjonen og servicetidene. Tanken er å la kundene få de samme fordelene og "drive frem cloud computing akkurat som vi transformerte enterprise datasenter computing."
Microsoft driver mer enn 200 skytjenester over hele verden, og betjener over 1 milliard kunder og mer enn 20 millioner bedrifter i over 90 markeder, og for tiden distribuerer over 1 million servere i sine datasentre, sa Laing.
Åpne Compute Adds Networking
Et nytt prosjekt er nettverk, som offisielt ble lansert i mai i fjor. "Det er litt rart at åpen kildekode har hatt en veldig positiv innvirkning på programvare og servere og datasentre og lagring, og vi har disse kjærlig utformede øyene med åpen kildekode-teknologi, men det som kobler disse øyene sammen er fremdeles en egenutviklet svart boks, " Sa Frankovsky. "Så vi bestemte oss for å knekke den svarte boksen og gi kundene fleksibilitet og valg i nettverket og åpenheten. De samme tingene som tiltrekker folk til åpen kildekode-programvare er det som tiltrekker oss til åpen kildekode-maskinvare. Det er den naturlige menneskelige nysgjerrigheten til hvordan dette arbeidet, og hvordan ville det fungere annerledes hvis jeg tok det fra hverandre og satt det sammen igjen slik jeg vil legge det sammen igjen?"
I løpet av måneder hadde OCP mottatt bidrag fra Broadcom, Intel, Mellanox, Big Switch og Cumulus Networks.
Mens en rekke selskaper har snakket om ikke-proprietære brytere på topp-av-rack, var jeg fascinert av å se Dell kunngjøre en avtale med Cumulus Networks der maskinvareselskapet ville videreselge Cumulus's Linux-baserte nettverksprogramvare på toppen av OCP-kompatible nettverk maskinvare.
Andre interessante maskinvarenyheter på showet inkluderte Seagates kunngjøring om at den bidrar med sin Kinetic-lagringsplattform til OCP, som lar applikasjoner koble seg til lagring direkte over Ethernet i stedet for å gå gjennom tradisjonelle lagringsservere.
Facebooks Full-Stack Infrastructure Optimization
Gitt sin sentrale rolle i lanseringen av Open Compute, er det ikke overraskende at Facebook er en av lederne når det gjelder å ta i bruk de fleste teknologiene. Jay Parikh, Facebooks visepresident for infrastruktur, holdt en presentasjon om "hvorfor alle ting som Facebook gjør med infrastruktur faktisk betyr noe." I begynnelsen fokuserte Facebook-infrastrukturteamet bare på å holde ting i gang, sa Parikh. Men etter hvert som det fortsatte å vokse, nådde teamet raskt grensene for maskinvare og programvare. De hadde noen "spektakulære feil, " sa han, men i prosessen lærte de en grunnleggende ting: I skala blir alle problemene dine forstørret.
Underveis laget de en ny serverdesign som var mer kostnadseffektiv og energieffektiv og som gjorde det lettere å administrere og reparere servere. I dag har Facebook et tilpasset datasenter med tilpassede stativer, datamaskiner og lagringsservere og nettverk.
"Med tiden ble vi tvunget til å overta kontrollen over hver del av stabelen fordi vi måtte følge med veksten, " sa Parikh. Han snakket om konseptet "full stack-infrastrukturoptimalisering", inkludert programvare, nettverk, servere og lagring. Nå bruker selskapet bare Open Compute Project-maskinvare. "Vi sparer faktisk massevis av penger, " sa han. I løpet av de tre siste årene har optimering av full stack spart Facebook for over 1, 2 milliarder dollar.
Parikh ga deretter en oppdatering på Facebooks fryselager. Han sa at selskapets første nye fryselager, med en kapasitet på 30 petabyte, har gått i live, og at det andre kommer på nettet snart, noe som gir den totale lagringskapasiteten til "godt over 100 petabyte" i løpet av de neste månedene. Hvert anlegg er designet for å lagre maksimalt tre exabyte, slik at det er mye rom for vekst.
For første gang viste Parikh en prototype av Facebooks lagringsserver ved hjelp av Blu-ray-plater (en ide selskapet snakket om på fjorårets toppmøte). Skapsserveren rommer 10.000 Blu-ray-plater for totalt 1 petabyte lagringsplass, og Facebook har planer om å til slutt øke tettheten til 5 petabyte per rack. Sammenlignet med det nåværende harddiskbaserte kaldtlagringssystemet, kan Blu-ray-serverne kutte kostnadene i to og redusere energiforbruket med 80 prosent, sa Parikh. Facebook planlegger å teste et produksjonssystem senere i år, og vil bruke Blu-ray-serverne for kald lagring av sjelden tilgjengelige brukerbilder og videoer.
Åpne datamaskiner og mindre selskaper
En av de tingene som mest fascinerte meg fra toppmøtet var indikasjonen på at det ikke bare var nettskybedrifter som Facebook, Rackspace og Microsoft som omfavnet konseptet. I stedet pekte Frankovsky på store bedriftskunder som Bloomberg, Fidelity og Goldman Sachs som i ferd med å distribuere Open Compute.
Det er interessant at det nå er flere måter å bruke standard 19-tommers rackkomponenter med en 21-tommers Open Rack-container, og omvendt. For eksempel påpekte Frankovsky at Fidelity kom med et Open Bridge Rack til et standard EIA-rack i et Open Rack. Hyve Solutions tok noen Open Compute-systemtavler og pakket dem inn i standard 19-tommers skuffer, og bidro designen tilbake til grunnlaget.
Andreessen sa at det nå er en radikal mulighet for å kombinere programvare med åpen kildekode og åpen kildekode med høyt volum for å redusere kostnadene for systemer og levere skybaserte tjenester i områder som helsehjelp og utdanning. Nye selskaper kan løpe nesten helt på skyen, så som en konsekvens kjøper 500 000 dollar nå en oppstart på to års rullebane for å lansere et produkt. Mens Facebook (Andreessen er i styret) har et stort kapitalbudsjett nå, sa han, hadde det eksistert i 1999, ville det krevd et kapitalbudsjett 50 til 100 ganger større enn det er nå, kanskje bruker 100 milliarder dollar i året på kapital utstyr, noe som er umulig. Utviklingen av lavere kostnader, høyere volum maskinvare er det som gjør tjenester som Facebook eller Google mulig. Hvis du planlegger fremover ytterligere ti år, sa han, vil tjenestene som vil være mulige, bli tankene å blåse.
"All veksten er i skyen, " sa Bechtolsheim, med tradisjonelle IT-utgifter flate eller synkende. Arista Networks utvikler nettverksutstyr som oppfyller behovet til disse skyscala datasentrene. Han sa at det er mye fornuftig å standardisere nettverksmaskinvare. Inntil Open Compute Project kom med, sa Bechtolsheim, hadde industrien aldri et forum for åpen, samarbeidende maskinvareinnovasjon. Selv om det fremdeles er noen få selskaper som lager sine egne brikker, og han mener det er en arvemodell. Saken med nettverk er at du trenger en programvarestabel som faktisk fungerer. Maskinvare er enkelt, programvare er vanskelig, sa han, og det er grunnen til at Arista har et mye større programvareteam.
Bechtolsheim sa at ankomsten av 64-bits databehandling og ARM SoCer med høyere frekvenser (minst 2GHz) er det som vil gjøre ARM levedyktig i datasenteret. Det vil sannsynligvis skje når det er fornuftig, sa han. Han sa også at "til Intels forsvar" at det har gjort en bemerkelsesverdig jobb med å utnytte prosessteknologien for å levere mer energieffektive og rimeligere prosessorer. Intel er en formidabel konkurrent her, og du trenger konkurranser for å holde innovasjon i gang, sa han. Med dagens fremgangskurs vil datasenteret som koster 1 milliard dollar i dag, bare koste 10 000 dollar om et tiår. Det vil gjøre det mulig for neste generasjon applikasjoner.
For å gjøre Open Compute-produkter mer bredt akseptert, kunngjorde Frankovsky en annen type teknologilisensiering som er mer som GPL, slik at alle derivater vil bli gitt tilbake til stiftelsen, samt Open Compute-maskinvaresertifisering ved bruk av nye laboratorier i Taiwan og på University of Texas i San Antonio.
