Poprawa wydajności centrów danych, stanowiących trzon cyfrowego świata, w którym prosperujemy, zawsze stanowiła ogromne wyzwanie. Częstą strategią jest łączenie wielu urządzeń pamięci masowej w sieci, aby umożliwić wielu aplikacjom współdzielenie zasobów. Jednak pomimo tego inteligentnego podejścia, znaczna część pojemności często pozostaje niewykorzystana ze względu na utrzymującą się zmienność wydajności różnych urządzeń.
Zdeterminowana, by rozwiązać ten problem, grupa bystrych naukowców z MIT zdołała stworzyć innowacyjny system, który radzi sobie nie z jednym, ale z trzema głównymi źródłami zmienności jednocześnie. Ten skok technologiczny zapewnia znaczny wzrost wydajności urządzeń pamięci masowej, znacznie przewyższając tradycyjne metody, które zazwyczaj zajmują się tylko jednym źródłem jednocześnie.
Sercem tego przełomowego systemu jest architektura dwupoziomowa. Przydzielanie zadań odbywa się za pośrednictwem centralnego kontrolera, natomiast mniej istotne, ale pilniejsze kwestie związane z przekierowywaniem danych w przypadku awarii urządzenia są obsługiwane przez kontrolery lokalne. Taka struktura łatwo dostosowuje się do zmian obciążenia w czasie rzeczywistym i nie wymaga żadnego specjalistycznego sprzętu. W testach praktycznych obejmujących takie zadania, jak szkolenie modeli sztucznej inteligencji i kompresja obrazów, system ten podwoił wydajność w porównaniu z tradycyjnymi metodami, znacznie zwiększając efektywność centrum danych.
Siłą napędową tych badań jest Gohar Chaudhry, absolwent EECS, a także główny autor pracy pt. artykuł na temat tej fascynującej techniki, podkreślił znaczenie maksymalnego wykorzystania kosztownych i obciążających środowisko zasobów. Jego dewiza jest jasna – należy wydobyć jak najwięcej wydajności z posiadanych urządzeń, zanim zacznie się rozważać ich wymianę. “Dzięki naszemu adaptacyjnemu oprogramowaniu nadal można wydobyć sporo wydajności z posiadanych urządzeń, zanim trzeba będzie je wyrzucić i kupić nowe” – wyjaśnił Chaudhry.
W skład zespołu badawczego wchodzą również Ankit Bhardwaj, Zhenyuan Ruan i starszy autor Adam Belay. Ich pionierska praca zostanie zaprezentowana podczas prestiżowego sympozjum USENIX na temat projektowania i wdrażania systemów sieciowych.
Dyski półprzewodnikowe (SSD) stanowią podstawę szybkich cyfrowych nośników danych. Połączenie wielu dysków SSD w pulę umożliwia współdzielenie aplikacji, co zwiększa ogólną wydajność. Nie wszystko jednak przebiega bez problemów. Różne dyski SSD działają z różną prędkością, a te wolniejsze mogą stać się wąskim gardłem, hamując ogólną wydajność całej puli. Ta zmienność wydajności wynika przede wszystkim z różnic w sprzęcie dysków SSD, charakteru wykonywanych zadań oraz nieprzewidywalnych procesów czyszczenia pamięci.
Rozwiązanie opracowane przez naukowców z MIT, nazwane Sandook (co w języku urdu oznacza ’pudełko“), to system oparty na oprogramowaniu, który jednocześnie eliminuje wszystkie te czynniki ograniczające wydajność. Dzięki globalnym i lokalnym strategiom planowania Sandook optymalizuje podział zadań oraz szybko reaguje na zdarzenia krytyczne. Na przykład przenosi operacje z przeciążonych urządzeń i minimalizuje zakłócenia związane z odczytem i zapisem. Sandook dostosowuje również obciążenie w oparciu o indywidualne cechy i pojemność każdego dysku SSD.
Co więcej, ten inteligentny system zarządza również zmiennymi, które występują w różnych skalach czasowych, od nieoczekiwanych opóźnień w zbieraniu śmieci po opóźnienia spowodowane zużyciem rozłożone na kilka miesięcy. Testy na puli dziesięciu dysków SSD wykazały, że Sandook zwiększył przepustowość o 12 do 94 procent w porównaniu do metod statycznych, jednocześnie poprawiając wykorzystanie pojemności SSD o kolosalne 23 procent. A wszystko to osiągnięto bez konieczności stosowania specjalistycznego sprzętu lub aktualizacji.
W przyszłości naukowcy zamierzają wdrożyć nowe protokoły w najnowszych dyskach SSD, aby uzyskać lepszą kontrolę nad rozmieszczeniem danych oraz wykorzystać przewidywalność obciążeń związanych ze sztuczną inteligencją w celu dalszej optymalizacji działania dysków SSD. Josh Fried, inżynier oprogramowania w Google, pochwalił ich pracę, mówiąc: “Pamięć flash to potężna technologia stanowiąca podstawę nowoczesnych aplikacji w centrach danych. Ta praca stanowi znaczący krok naprzód, oferując eleganckie i praktyczne rozwiązanie gotowe do wdrożenia”.”
Te rewolucyjne badania były możliwe dzięki finansowaniu otrzymanemu od National Science Foundation, U.S. Defense Advanced Research Projects Agency oraz Semiconductor Research Corporation.
Intryguje Cię potęga sztucznej inteligencji i szukasz jej zastosowań dla swojej firmy? Odwiedź implementi.ai aby dowiedzieć się, jak sztuczna inteligencja może zrewolucjonizować operacje biznesowe.
Dodatkowe informacje na temat ich pracy można znaleźć w oryginalnym artykule prasowym tutaj.
Ta strona używa plików cookie.