一般來說,傳統的數據中心都有一個相對靜態的計算基礎設施:如服務器“X”號,每臺服務器都有一定數目的CPU,以及固定的內存量。然而,那些工作負載,特別是商業數據中心的工作負載卻并不相同。舉例來說,數據中心運營的最佳點是有足夠的資源來應對峰值需求,而不是在非高峰期使用相同的資源。
目前,數據中心運營商在安全方面耗費大量的資金,以保持不使用的或沒有充分使用的服務器在活動池中。這是為了保證在高峰需求的時候,能為他們的客戶提供足夠的服務的唯一途徑。然而這樣的保障卻代價昂貴。
數據中心分解
分解的定義是指“分離成組件。”而分離數據中心設備,特別是服務器的資源組件,這為運營商提供了靈活性:增加覆蓋高需求的時間,同時確保最佳利用的機會。
作為數據中心分解的一種方法,軟件可以從計算機和網絡硬件分離。這樣做可以將資源利用率控制在正確的方向,但還遠遠不夠。
據專家介紹,這樣做是正確的。人們需要以資源為中心的體系結構(模塊化,微處理器,存儲器的連接池和存儲)取代傳統的以服務器為中心的架構。模塊化布置可以顯著地改善資源配置和資源利用率。
數據中心分解聽起來不錯,我們一定不要忘記使用離散資源池,因為這意味著發展互聯,包括服務器主板開發。這是可能的嗎?我們知道,PC板電氣的互連在物理層面和電子層面已接近極限。
用光子取代電子
也許光電子科學可能會給出答案。維基百科介紹了光子作為“一個研究領域,其目標是使用光來執行傳統上電子領域(如電信和信息處理的典型領域)的功能。”
光子已經用來傳播從數據中心機架到其他數字世界的通信,研究人員正在尋找取代采用電子信號的芯片處理器的各種方法。那么,為什么不使用光纖來連接資源池?
回答這個問題是OSA(光學學會)產業發展協會和綜合接入網絡中心成員的想法,他們主辦了一個研討會,由美國國家科學基金會主辦的“分類數據中心研討會”,以及隨后推出的路線圖報告,重點討論如何利用光子促進數據中心的分解。
研討會規劃者也希望能夠回答以下問題:
·怎樣才能使光學應用遷移到數據中心分解中?
·一個具有光電子功能的分解數據中心是什么樣子?
·光子在分類數據中心什么性能指標/要求是非常重要的?
美國光學學會高級顧問湯姆·哈斯肯博士表示,數據中心的分解可以提高效率和增加容量,但會受到成本和光子互連的性能限制。
湯姆·哈斯肯然后談起一個關鍵點。他說:“研討會的與會者對光纖互連采取樂觀態度,幾乎在任何地方都更換了電纜。如果成本,性能,指標和規模都符合標準的許可,那么光子互連將會取代電子互連,使數據中心得到分解。”
下圖列出了上述指標。
分類數據中心的互連要求
大會報告討論了適合數據中心的解體四個環節:板載設備、背板/內架(內存總線),內部數據中心/架間,跨數據中心。
板載(CPU到CPU和內存總線):電路板中包含一個或多個服務器,并連接到背板。板載總線的解體意味著大量的CPU或內存分別聚集在主板上或者某些類型的模塊上。
背板/內架(內存總線):背板將一切連接機架交換機上。“整個背板將涉及許多分解池的技術,如處理器,內存,存儲設備等。
內部數據中心/幀間(外設總線):此總線涉及整個數據中心的機架之間的連接。總線可以包括獨立的存儲區域網絡和共享的機架空間。英特爾機架的架構規模體現了這種類型的分解,其中,計算硬件是由存儲設備和網絡硬件中分離的。
跨數據中心(PeripheralBus):報告中強調,這是不正常的跨數據中心鏈接,但鏈接具體地說就是共享數據中心之間的資源,而無需為每個數據中心執行相同的操作。
根據不同的時延要求,這些互連可以考慮定制,因此只有負擔得起的大型數據中心才可以運營。報告中提到,“數據中心之間的資源分解目標可能是10美元/Gbps,在某種程度上,它可以滿足時延要求。”
OIDA文件評價互連技術:“如果光互連的費用與相同規格電氣互連的費用相差無幾,并且能夠提供等效或更好的性能,那么光學解決方案將占上風。”
服務器端的組件級分類是數據中心技術的下一個合乎邏輯的發展。然而,如果光子互連得到應用,那么這種顆粒分解才會可行。
湯姆·哈斯肯博士認為在硅光子學中,從光學到板級所需的技術現在還沒有準備好。
因此,我們得出了一個結論,雖然數據中心分解將是一個顛覆性的技術,但光子互連技術仍在等待成熟。