存储需求爆发之下,成本与性能还能否两全?

全球云观察

共 2973字,需浏览 6分钟

 ·

2021-01-25 22:49



开启规模量产

英特尔宣布已于近日开始生产的

第三代英特尔®至强®可扩展处理器

(代号“Ice Lake”)

将于2021年第一季度实现规模量产。



作为俄罗斯最大的在线社交平台,VKontakte(意为“接触”,以下简称:VK)的全球注册用户超过了2亿,支持包括中文在内的86种语言。按照Alexa的数据统计,VK全球流量排名第14位,在俄罗斯则排名第一位。

每天,VK用户查看90亿条帖子、观看6.5亿个视频、发送100亿条消息,顺道还要点数十亿次的“赞”。这么说吧!在一年的时间里,VK用户会上传至少600 PB的新数据,其中包括大量照片和视频,这些数据和用户在网上的各种动作必须永久存储。

由于所有的数据必须通过网络进行流传输,同时还需要保证为用户提供最佳的应用感受,因此数据存储基础设施已经成为VK最大成本支出,能够占据到公司年度预算的60%至65%。

基于此,如何让现有的1.1EB数据在“住得好”的前提下,更进一步地优化存储总体拥有成本(TCO),就成为VK首当其冲的紧迫需求,并且将会长期影响到公司的长远发展。




业务现状与需求

01




毫无疑问,数据理应存储在距离上传位置较近的地方,无论业务逻辑,抑或是应用体验,都需要VK做出这样的选择。

目前,VK拥有三个主要的数据中心,以及差不多19000台服务器。数据的访问由30个内容分发网络(CDN)提供支持,以此加快最热数据的访问速度。

然而我们知道,俄罗斯疆土广阔,城市之间的距离非常远,因此VK需要出色的CDN缓存基础设施在靠近用户的位置存储数据,以便用户在使用VK的社交网络平台时,能够获得良好的体验。

此前,VK在其CDN服务器上采用的是三层数据缓存结构:首先是热数据,这主要是最近上传到网络且仍被经常访问的数据;温数据则是不再被频繁访问的数据——通常是最长一个月前上传的数据;冷数据是那些很少被访问的数据。

在这种结构下,随着数据的由热变温、由温转冷,数据会逐渐向下层移动,存储到不同的介质上。

在采用新技术之前,CDN中的冷数据存储在遍布俄罗斯的分布式数据网络中的硬盘上,温数据存储在SATA固态盘中,而热数据则存储在DRAM里。

此外,基于Nginx Web服务器的数据库服务器使用SATA固态盘和硬盘来存储数据,使用DRAM来存储索引。

显然,将DRAM用做存储介质,在性能上绝对是一流的,足以支撑最严苛的需求。然而,DRAM的缺陷也显而易见,那就是过于昂贵,而且断电就会造成数据的丢失。

热数据是维持社交网络热度的核心资源,VK希望能够找到一种更加经济而且能够保持极高性能的存储方案。

需要指出的是,为了满足各种各样的用户设备需求,VK采取的办法是为每个图像存储多个不同的副本,这种做法的效果立竿见影,但是也会占据更大的空间,为此VK同样寻求一种更加高效的方法。



现代化的架构改造

02




在英特尔的帮助下,VK对其存储架构进行了现代化的改造。

首先,针对CDN 服务器,VK将原有的热数据从昂贵的DRAM转移到英特尔傲腾固态盘DC P4800X系列,并且通过引入英特尔傲腾持久内存,来取代DRAM来处理相关工作负载,由此降低单位比特的成本(见图一)。

  • 图一 在全新的存储解决方案里,VK采用性能更出色的固态盘来存储温数据,采用成本更低的快速存储器来存储热数据,达到了成本和性能的完美平衡。


通过英特尔傲腾固态盘P4800X系列,VK可以经济地消除数据中心存储的性能瓶颈,便于处理更大、更具性价比的数据集。如果工作负载支持英特尔傲腾持久内存特有的App Direct模式,那么内存就具备了持久性,数据也不会因断电而消失。

在VK新的存储架构中,温数据存储在非易失性存储器 (NVMe) 英特尔固态盘D5-P4320系列上。与以前的固态盘相比,英特尔固态盘D5-P4320系列的性能更好,能够为热数据提供强劲的支持,提供良好的用户体验。

得益于新的存储架构,热数据和温数据均可以保存在固态盘上,帮助VK大大降低了DRAM的用量,在降低成本的同时,用户的应用感受没有任何的缩水。

对于数据库服务器,VK引入了英特尔傲腾持久内存来存储数据库索引(见图2),将数据库本身从硬盘或SATA固态盘迁移到非易失性存储器 (NVMe) 英特尔固态盘D5-P4320系列,有效地提高了性能和存储密度。

  • 图二 全新存储解决方案的一大亮点,是将索引从昂贵的DRAM迁移到性价比更高的英特尔傲腾持久内存。


众所周知,英特尔傲腾持久内存具有更强的内存寻址能力,可以有效地提升数据库的性能,而将数据从DRAM迁移到英特尔傲腾持久内存,还可极大地降低数据库索引的存储成本。




更低成本,更高性能

03




新的数据库服务器和CDN服务器,均是基于两颗英特尔至强金牌6238处理器、六块英特尔固态盘D5-P4320系列、八套英特尔傲腾持久内存,以及两个25Gbps网卡。

此前的服务器采用了英特尔至强金牌6230处理器,升级到新的处理器后,系统拥有了更好的存储和计算性能,而且优化了总体拥有成本,能够从计算能力中获得更出色的每瓦性能。

VK在2020年的预测显示,升级处理器为VK降低了一半的计算成本,将每瓦性能提高了33%(见图三),而且实现了性能的显著提升。

  • 图三 降本增效,英特尔至强金牌6238处理器真的是名不虚传。


为了进一步优化存储并提高能效,VK正在部署采用英特尔Arria 10 GX FPGA的英特尔可编程加速卡(英特尔PAC,见图4),并运行 CTAccel 图像处理器工作负载。

  • 图四 采用英特尔Arria 10 GX FPGA 的英特尔PAC概念和内部视图。


通过采用低功耗、单槽、半高PCIe英特尔PAC,VK可以在各类服务器中轻松部署多个FPGA。与在通用处理器上运行的软件相比,FPGA可以通过提供定制硬件大幅加速应用功能。

此外,通过利用FPGA的可配置性,VK能够将高分辨率图像即时转换为所需的大小和格式,这样就只需存储高分辨率图像,从而减少了总体存储需求。

与VK测试过的其他解决方案相比,这一方案还能显著提高能效。

据估计,通过引入全新的存储解决方案,VK可以节省总计数亿美元的成本。新的存储解决方案能够在1U服务器中存储高达0.4PB 的数据,因此VK只需更少的机架就能存储相同数量的数据。

得益于以上,在数据中心的空间、供电和散热等方面,VK还将实现持续不断的成本节约,让IT投资发挥出最大的价值。

通常人们总是说,“又要马儿跑,又要马儿不吃草”是一对矛盾,在现实中难以两全。不过,通过采用英特尔最新技术构建存储架构,VK却真正实现了“以更低成本获得更高性能”。

据悉,该公司也计划在未来引入英特尔固态盘D5-P4326系列,从而进一步降低成本、增加存储容量。无疑,VK的案例既有启示意义,更有实践价值,值得更多客户思考与借鉴。(文章来源:胖头陀)

更多资料欢迎查看:相关阅读

- END-


  ?
欢迎文末留言评论

欢迎新闻投稿
欢迎各种爆料
Aming全天候在线
全球云观察为你开启新视野


欢迎点分享,点点赞,点在看

浏览 4
点赞
评论
收藏
分享

手机扫一扫分享

分享
举报
评论
图片
表情
推荐
点赞
评论
收藏
分享

手机扫一扫分享

分享
举报