就高速數(shù)據(jù)處理而論，RAM通常用于存儲(chǔ)正在使用的數(shù)據(jù)，它比從傳統(tǒng)磁盤提取數(shù)據(jù)的速度要快數(shù)萬倍，比NAND閃存的速度也快很多倍。
而麻省理工學(xué)院(MIT)研究人員構(gòu)建了一個(gè)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)證明——對(duì)于大數(shù)據(jù)應(yīng)用，閃存和RAM一樣快，而且便宜很多。
在這個(gè)大數(shù)據(jù)時(shí)代，海量數(shù)據(jù)集用于揭示千百萬人的購(gòu)買趨勢(shì)或預(yù)測(cè)還有基于千萬個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的金融市場(chǎng)趨勢(shì)，單一電腦的RAM是無法負(fù)荷的。
例如，處理一個(gè)人的基因組的數(shù)據(jù)，需要40到100臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)。而另一個(gè)可選項(xiàng)NAND閃存，它的價(jià)格大約是RAM的十分之一，消耗功率也是它的十分之一。上個(gè)月，在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)國(guó)際會(huì)議(International Symposium on Computer Architecture)上，麻省理工學(xué)院研究人員展示了一個(gè)新的系統(tǒng)，證實(shí)閃存和傳統(tǒng)RAM一樣高效，而且還能降低功率和硬件成本。
“比如，我們需要購(gòu)買一個(gè)系統(tǒng)來處理10TB大的數(shù)據(jù)集。在DRAM中處理它，假設(shè)服務(wù)器有100GB內(nèi)存的DRAM，我們就需要一組大約100臺(tái)電腦集群。” Arvind Mithal，麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程約翰遜講座教授在郵件中回復(fù)說，“這樣一個(gè)集群創(chuàng)建需要大約400000美元。”
每一臺(tái)服務(wù)器連接到一個(gè)可模擬不同電路的現(xiàn)場(chǎng)可編程網(wǎng)關(guān)陣列(field-programmable gate array或FPGA)，每一個(gè)FPGA依次連接到2個(gè)500GB的閃存芯片和2個(gè)其他距離最近的FPGA。
因?yàn)楸舜讼嗷ミB接，F(xiàn)PGA成為了一個(gè)快速網(wǎng)絡(luò)，允許任何服務(wù)器從每一個(gè)閃存驅(qū)動(dòng)器存取數(shù)據(jù)，而這些FPGA也能控制閃存驅(qū)動(dòng)器。
Arvind還表示，同樣在閃存中處理10TB數(shù)據(jù)集，只需要10臺(tái)電腦——每臺(tái)需要1TB閃存容量。即便包括基于FPGA加速器硬件成本，這個(gè)系統(tǒng)的總成本也不會(huì)超過大概70000美元。“如果我們考慮到基于閃存的系統(tǒng)中，每一臺(tái)服務(wù)器上不需要同樣多的DRAM這個(gè)事實(shí)，價(jià)格可能還會(huì)進(jìn)一步降低。” Arvind稱，“如果我們使用配置較少DRAM的低端服務(wù)器，該系統(tǒng)花費(fèi)大約是40000美元。”
而維護(hù)一個(gè)基于閃存的系統(tǒng)費(fèi)用顯然更便宜，他繼續(xù)說道，因?yàn)殚W存比DRAM消耗更小的功率并且所需的服務(wù)器也相對(duì)較少。就算將閃存和FPGA加速器因素的額外功耗也算在內(nèi)，麻省理工學(xué)院的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)顯示閃存存儲(chǔ)設(shè)備也僅僅是增加了大約10%的功耗到整個(gè)系統(tǒng)。
實(shí)際上，即使沒有他們的新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，研究人員指出如果做分布式計(jì)算的服務(wù)器使用磁盤驅(qū)動(dòng)器來獲取數(shù)據(jù)只需要該時(shí)間的5%，和使用閃存時(shí)的性能相同。
例如，配置10TB RAM的40臺(tái)服務(wù)器處理一個(gè)10.5TB的計(jì)算,也不比配置20TB閃存的20臺(tái)服務(wù)器快。而閃存不但成本較少，也只損耗一小部分功率。
通過將服務(wù)器的一些計(jì)算能力移到閃存驅(qū)動(dòng)器的控制芯片上，研究人員就能制作一個(gè)可與基于RAM服務(wù)器媲美的20臺(tái)基于閃存的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)。
他們?cè)趯?shù)據(jù)傳遞回服務(wù)器之前，使用閃存驅(qū)動(dòng)器對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，增大了分布式計(jì)算的效率。
“這并非是要取代DRAM之類的東西。” Arvind表示，他和一組研究生和研究員在廣達(dá)電腦公司完成了這項(xiàng)工作。該調(diào)查表明可能有許多應(yīng)用能夠取代RAM，而且使用一個(gè)基于閃存的電腦架構(gòu)費(fèi)用較低。
“每一個(gè)人都在實(shí)驗(yàn)閃存的不同方面。我們只是嘗試從另一個(gè)角度著手。” Arvind如是說。
轉(zhuǎn)型的最終目的 -提質(zhì)降本增效
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