Trung tâm dữ liệu thế kỷ 21 (Kỳ 3) - Trung tâm Dữ liệu thế hệ mới

Làm thế nào để các trung tâm dữ liệu hiệu quả hơn, mở rộng dễ dàng hơn, linh hoạt hơn và an toàn hơn?

Trung tâm dữ liệu thế hệ mới

Làm thế nào để các trung tâm dữ liệu hiệu quả hơn, mở rộng dễ dàng hơn, linh hoạt hơn và an toàn hơn? Cụ thể là, làm thế nào để nhà cung cấp dịch vụ CNTT đạt được chi phí xây dựng thấp hơn, một chỉ số PUE gần 1.0 hơn, năng lực tính toán cao hơn trên mỗi watt, độ trễ thấp hơn cho người sử dụng, ít khí thải hơn - và trên hết là, làm thế nào để quản lý các hệ thống phức tạp tốt hơn hơn? Dưới đây là một số những xu hướng sẽ làm nền tảng cho trung tâm dữ liệu thế kỷ 21 (hoặc Trung tâm dữ liệu 2.0).

Máy chủ siêu nhỏ

Đối với một số ứng dụng có lượng sử dụng lớn, tải thấp – chẳng hạn như duyệt web, truy vấn tìm kiếm, hoặc các tác vụ xử lý song song – một loại máy chủ mới, máy chủ siêu nhỏ, có thể chiếm ít không gian TTDL hơn và tiêu thụ ít hơn loại máy chủ nền tảng Xeon hoặc Opteron dành cho doanh nghiệp.

HP là một trong số nhà sản xuất tiên phong trong thị trường máy chủ siêu nhỏ với Dự án Moonshot. Máy chủ Moonshot đầu tiên, được công bố vào tháng 11/2011, chiếc Redstone sử dụng nền tảng ARM, được HP lắp đặt như là hệ thống thử nghiệm trong Phòng thí nghiệm Discovery của mình. Dựa trên nền tảng khung máy ProLiant SL6500 với khay máy có thể chứa cả thiết bị tính toán và lưu trữ, Redstone cung cấp mật độ gấp 4 lần máy chủ ProLiant truyền thống (lên tới 72 nút máy trên một khay, hay 288 trên 4U) trong khi tiêu thụ năng lượng chỉ bằng 1/10.

Tháng 6/2012, HP thay đổi tiến trình khi tuyên bố rằng dòng sản phẩm máy chủ siêu nhỏ Moonshot đầu tiên, tên gọi Gemini, sẽ sử dụng module tính với bộ vi xử lý Atom ‘Centerton’ của Intel – dòng Atom S1200 với chỉ số TDP (Thermal Design Power) khoảng 6,1 – 8,5W. Kế hoạch ra mắt ban đầu là cuối năm ngoái nay dự kiến chuyển sang quý II/2013. ARM biến mất khỏi bức tranh về Moonshot cho dù hội viên mới nhất của Chương trình Pathfinder Partner của HP – chương trình giúp các nhà sản xuất phát triển nền tảng Mooshot chính là Texas Instruments với Keystone II trên nền tảng ARM (Cortex-A15 MPCore). Việc module sử dụng Keystone II có xuất hiện trong thế hệ tiếp theo của máy chủ siêu nhỏ Gemini vẫn còn là dấu hỏi.

Các hãng khác tất nhiên cũng không chịu thua kém – nổi bật nhất là Dell với máy chủ Copper trên nền tảng ARM. Và năm ngoái AMD đã mua nhà sản xuất máy chủ siêu nhỏ SeaMicro để xây dựng nền tảng khai thác giải pháp máy chủ TTDL. Máy chủ SM15000 hỗ trợ chip Atom của SeaMicro mới đấy đã nhận chứng chỉ CDH4 về Kỷ nguyên ĐTĐM.

Mặc dù máy chủ siêu nhỏ là sự phát triển thú vị, nhưng chúng không được ứng dụng cho mọi ứng dụng, và không thể cách mạng hóa TTDL. Nhà phân tích IHS iSuppli, dự báo rằng sản lượng chỉ đạt 1,2 triệu vào năm 2016 – tức là khoảng 10% thị trường máy chủ.

Ổ cứng thể rắn - SSD

Tốc độ nhanh, tiêu thụ ít năng lượng, SSD rất quen thuộc với thiết bị phía người dùng – chính là thẻ nhớ trong smartphone của chúng ta, và SSD trong máy tính bảng hay ultrabook cũng là một ví dụ. SSD cũng dần tìm đường đến các TTDL, nơi mà đặc tính và hiệu suất về điện năng của chúng được đánh giá cao. Tuy nhiên, cũng như máy chủ siêu nhỏ, SSD không được ứng dụng rộng rãi trong môi trường này.

Hạn chế lớn nhất cho sử dụng SSD rộng rãi chính là giá cả, dù đã giảm nhưng vẫn khá cao so với giải pháp ổ cứng truyền thống (HDD). Một vấn đề lớn nữa của SSD là giới hạn về ‘tuổi thọ ghi’ – thẻ nhớ chip NAND không hoạt động khi vượt quá số lần ghi/xóa. Đó là tuyên bố của Intel khi đưa ra công nghệ tuổi thọ cao, cố gắng kết hợp phần cứng và firmware để cải thiện tuổi thọ dòng SSD cho doanh nghiệp. Công nghệ này bao gồm cả kỹ thuật “làm mới dữ liệu nền” là kỹ thuật di chuyển dữ liệu trong thời gian rỗi để tránh xuất hiện các vùng có tần suất đọc ghi cao.


SSD đáp ứng nhanh hơn các yêu cầu truy xuất dữ liệu so với HDD; và hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn

Theo thử nghiệm của Intel, đầu tiên là trong môi trường phòng thí nghiệm sau đó trong TTDL thương mại, dòng sản phẩm SSD hơn hẳn dòng ổ cứng truyền thống dành cho doanh nghiệp (15K rpm) ở những điểm sau: tốc độ truy xuất ngẫu nhiên gấp 5 lần; giảm độ trễ đọc/ghi tương ứng là 10/7 lần; giảm độ trễ tối đa 8 lần; chuyển trạng thái rỗi sang hoạt động nhanh hơn và không tăng thời gian tìm kiếm khi đầy dung lượng; và tiêu thụ điện thấp hơn 50%, tỏa nhiệt chỉ bằng 1/3. Thử nghiệm cũng được thực hiện và kiểm chứng bởi các chuyên gia Chunghwa Telecom (Đài Loan) và Viettel tại các TTDL của Viettel IDC. Người ta cũng khuyến nghị rằng chi phí ban đầu cao (có thể đến 3 lần) của ổ SSD có thể được bù đắp bởi: việc giảm thời gian xử lý hàng chờ truy xuất; ghi dữ liệu giám sát tức thời; độ trễ ngắn hơn; dùng được 3-5 năm; và lắp đặt đơn giản hơn hệ thống SAN hoặc NAS truyền thống.

SSD cho doanh nghiệp không chỉ xuất hiện trong dòng sản phẩm trên nền tảng SATA như sản phẩm mới XtremeIO của EMC, mà còn có loại thẻ PCI của một số nhà cung cấp khác như Fusion-io và LSI. Một xu hướng (ví dụ X-IO) khác là hệ thống lưu trữ lai ghép giữa SSD và HDD, khi đó dữ liệu được đặt trên SSD chỉ khi đạt ngưỡng nhất định. Theo nhận định của các chuyên gia, việc thay thế SAN truyền thống bằng hệ thống lai ghép có thể tăng hiệu suất lên 15-20 lần và giảm 60% tiêu thụ điện. Khi cần điểm cân bằng tối ưu giữa tốc độ đọc/ghi và dung lượng, dòng lưu trữ lai ghép có thể là cách tiếp cận đúng.

Trung tâm dữ liệu điều khiển bằng phần mềm

Ảo hóa máy chủ và thiêt bị lưu trữ là các khái niệm đã chín muồi, nhưng để tối ưu hóa hiệu suất và tính linh hoạt của các TTDL, thành phần CNTT chính thứ ba – thiết bị mạng – cũng được cho rằng cần có quá trình tách lớp điều khiển khỏi phần cứng vật lý. Mạng điều khiển bằng phần mềm - Software-Defined Networking (SDN) là một lĩnh vực mới, và các nhà cung cấp chính vẫn đang tiếp tục phát triển.

Tổ chức thức đẩy và thiết lập tiêu chuẩn choSDN là Open Networking Foundation (ONF) và phương tiện chính của họ là giao thức OpenFlow . Tháng 4/2012, Google – sáng lập viên của ONF – đã tiết lộ chi tiết về ứng dụng quy mô lớn OpenFlow trên hệ thống mạng trục các TTDL của họ.

Trải nghiệm của Google về SDN là thời gian triển khai nhanh, khả năng mô phỏng mạng trục bằng phần mềm khi thí nghiệm, nâng cấp dễ dàng, cải thiện đáng kể trong hiệu suất sử dụng mạng (gần 100%, so với trung bình ngành là 30-40%) và độ ổn định cao. Google cũng sản xuất thiết bị chuyển mạch (switch) riêng của mình cho dự án này, mà nếu được áp dụng rộng rãi sẽ làm cho các nhà sản xuất thiết bị mạng truyền thống (như Cisco) lo lắng.

Trung tâm dữ liệu dạng modul

POD 240a của HP, 44 rack, triển khai trong 12 tuần

TTDL truyền thống xây bằng gạch và vữa khá tốn kém và mất thời gian (chưa kể đến khó mở rộng khi cần). TTDL đúc sẵn – thường là lắp vừa trong container cả máy chủ, thiết bị lưu trữ, thiết bị mạng và thiết bị làm mát -  cho phép các doanh nghiệp nhanh chóng xây dựng dung lượng họ cần với khả năng mở rộng modul nhanh chóng và hiệu quả về chi phí khi nhu cầu gia tăng.

Khảo sát của Viện Uptime: 52% trả lời vẫn tiếp tục xây TTDL truyền thống khi cần mở rộng, 21%  cho rằng TTDL dạng container là một lựa chọn thú vị. Đối với những người này, có hàng loạt các hãng xếp hàng để cung cấp cho họ như AST, Cisco, Colt, Dell, HP, IBM, IO và Toshiba.

 

(Còn tiếp)

 

 

Bài viết liên quan

Hotline tư vấn miễn phí
Sale & Support 24/7

HÀ NỘI

TP HCM