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麻省理工如何打造省钱节能的大数据运算架构?

[日期:2015-07-16] 来源:科技新报  作者:Dindo Lin [字体: ]

大数据

  如果我们要打造一台高端的电脑或服务器的话,基于电脑的基础设计原则,通常我们都会需要大量的内存,无论是高级工作站、超级电脑、服务器在进行大规模运算的时候,都会有大量的 DRAM 负载。

  而 MIT 研究人员最近就发布了一款新的服务器运算系统 BlueDBM,这种架构在部分常见的 Big Data 应用运算情况下并不需要传统内存,而是利用 NAND Flash 透过 FPGA 即可有效执行运算功能,即使 NAND FLASH 的运算速度只有 DRAM 的十分之一,但也能够透过这个架构获得足够的运算能力。

  更重要的是, NAND Flash 的价格是 DRAM 的十分之一,同时也更为省电。

  这种系统设计的概念是基于 MIT 研究人员的效能计算研究:他们发现如果执行分布式运算的服务器在执行工作时,需要花费整体运算时间中的 5% 将资料写入磁盘,那服务器的效能就会因而下降。

  研究人员举出实际例子说明:40 台总共有 10TB DRAM 的服务器,在进行 10.5 TB 资料运算的时候,效能约等于 20 台装有 20TB NAND Flash 的服务器,但后者却更为省电,而且这还没有加上研究人员开发的数据运算技术。

  为了让 NAND Flash 运算架构得以运作,MIT 的研究团队让 20 个服务器连接到一个现场可编辑逻辑阵列中(Field-Programmable Gate Arrays,以下简称 FPGA),而每一个 FPGA 都会连接到一个装有 500GB NAND Flash 芯片的机架中。同时每一个 FPGA 也会相互连接,让服务器之间得以彼此互通。

  而且 FPGA 可以程序化的特性,可以针对不同情况载入不同的智能运算工具,目前研究人员有预放三种较为流行的大数据应用,分别是图案搜索、Google 的 PageRank、数据库网站使用的 Memcached 三种。

  不过这并不代表 DRAM 在服务器部分会被 NAND Flash 取代,此计划的负责人,同时也是电脑科学与工程系教授艾尔文(Arvind)说:“这不是用来设计替代 DRAM 的产品,不过这产品往后还有很多应用,可以发挥这种设计的重要优势,许多企业也在尝试 Flash 不同的应用面,我们只是尝试另一种角度。”

  目前这种设计比较适合使用在专注化的任务,而非像是传统服务器的多功能特性,而且也需要依照任务的状况调整 FPGA。不过 ExtremeTech 的编辑认为,从长远来看,这种将资料储存在 NAND FLASH 运算的作法整体的好处应该比传统的 DRAM 加 HDD 模式要好。





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