ميکرو سرورها

گويا آي تي/ پيش از اين در رابطه بار سرور ها به مبحث مجازي سازي مراکز داده پرداختيم. اين بار مي خواهيم بدانيم که استفاده از ميکروسرورها چه مزيت هايي دارد.
وقتي که يک ميکروسرور کم هزينه مي تواند کار را انجام دهد چرا بايد انرژي، فضا، پول را در سرورهاي سطح بالا صرف کنيد ؟ در اينجا نگاهي به ميکرو سرورهايي که مي توانند در مرکز داده استفاده شوند، مي اندازيم.
ميکرو سرورها، سرورهاي ارزان، فراوان و کوچک هستند. آنها سرورهايي هستند که اجزاي آنها کوچک است و اين ويژگي اجازه مي دهد که در درون خوشه ها قرار بگيرند. در اينجا آنچه شما در مورد اين سخت افزار کم توان و کم هزينه و نقش آن در درون مرکز داده نياز داريد بدانيد، به شما گفته مي شود

همه نيازهاي محاسباتي توسط يک پردازشگر چند هسته اي بزرگ انجام نمي شود. برخي کارها نياز به توان محاسباتي نسبتا کمي دارند اما بايد در دفعات زياد انجام شود بنابرين آنها بوسيله تعداد زيادي از هسته هاي ضعيف انجام مي شود .مثلا ارائه صفحات استاتيک HTML به ميليون ها نفر يا محاسبه منفرد هزاران وظيفه اي که يک تحليل داده بزرگ hadoop را مي سازند به توان محاسباتي کمي نياز دارد.

با ميکرو سرورها، پردازشگر کمتري تلف مي شود و هزينه خريد و اداره ماشين هم کاهش مي يابد. ميکرو سرورها با حذف خصوصيات غير لازم براي بارهاي کاري سبک، مي توانند بارهاي کاري ساده را موثرتر از سرورهاي با سرعت بالاتر انجام بدهند.

مصرف کم توان ميکروسرورها خيلي کمتر از توان طراحي حرارتي (TDP) در حد ۹۰W و بالاتر در سرورهاي سطح بالا است و چيپ هاي ميکرو سرورها نوعا يک TDP زير ۴۵W دارند و تا سطح زير ۱۰W هم پايين مي آيند. مصرف توان پايين تر معادل با هزينه هاي اداره پايين تر و در صورت استفاده صحيح، به معناي بار محساباتي مفيدتر در ازاي هر دلار است.

عموما ميکرو سرورها بر مبناي فرم فاکتورهاي کوچک و تخته هاي مدار يک سيستم بر روي يک چيپ (SoC) هستند که CPU، حافظه و سيستم ورودي/خروجي را در يک مدار جامع منفرد قرار مي دهد. اندازه کوچک تخته ها اجازه بسته بندي فشرده ميکرو سرورهايي که ساخته مي شوند را مي دهد و باعث صرفه جوئي در فضاي فيزيکي در مرکز داده مي شود.
HP ارقامي را منشتر کرده است که ادعا مي کند ۱۶۰۰ عدد از ميکرو سرورهاي پروژه Moonshot Calxeda EnergyCore ، که با SoC هاي مبتني بر ARM ساخته شده اند در فقط نيمي از يک قفسه سرور قرار مي گيرد و قادر است که يک بار کاري برنامه سبک را که ۱۰ قفسه سرور ۱U نياز دارد انجام دهد ( کاهش کابل کشي، سوئيچ، و پيچيدگي دستگاه هاي جانبي) . بر طبق گفته HP نتيجه اين بود که بار کاري با استفاده از ۸۹% انرژي کمتر و ۶۳% هزينه کمتر انجام شود.

شرکت هاي ميزبان وب کانديداهاي اوليه براي استفاده از ميکرو سرورها هستند. HP مي گويد که اکثر علاقه او به ميکرو سرورها از طريق پروژه Moonshot دنبال ميشود که از سوي ميزبان هاي وب دنبال ميشود که درجستجوي ساده کردن زيرساخت هاي مرکز داده شان هستند.
شرکت هايي که در اينترنت محتوا را در مقياسي مثل گوگل ارائه مي کنند، کانديداهاي استفاده از ميکرو سرورها هستند. آنها نياز به انجام کارهاي محاسباتي سبک زيادي دارند و خيلي مواقع اين کار را در مکان هاي با توزيع گسترده انجام مي دهند و تخصص فني دروني براي مهندسي سخت افزار و نرم افزار مورد نياز براي اجراي خوشه هاي ميکرو سرور را دارند. شرکت هاي وب بزرگ مثل فيس بوک نيز ميکرو سرورها را تست کرده اند و طراحي ميکرو سرور هاي متنوع از پروژه Open Compute به وجود آمده اند.
همانطور که استفاده از خدمات ابري عمومي رشد مي کند، تقاضا براي ميکرو سرور ها براي مديريت بارهاي کاري خدمات ابري سبک تر نيز رشد پيدا مي کنند.

ميکرو سرورها توان کامپيوتري براي انجام موثر کارهاي محاسباتي با تقاضاي کاري بالا مثل بارهاي کاري محاسباتي فني يا عملي پيشرفته و کل IT شرکت را ندارند
بازنويسي نرم افزار براي اجرا در خوشه هاي ميکرو سرور مي تواند يک کار اضافي باشد ( بازنويسي نرم افزاري که مي تواند يک کار را بين چند ميکرو سرور تقسيم کند و به شکل موازي اجرا شود ) ملاحظات بالقوه ديگر زيرساخت شکبه اضافي مورد نياز براي پخش کردن ترافيک بين ميکرو سرورها و بين خوشه ها است.

Chipmaker Intel که توان پردازشگرهايش بيش از ۹۰% از سرورهاي امروزي است در بازار با رقابت ميکرو سرور هاي بنگاه انگليسيARM مواجه است که پردازشگرهايش در درون اکثريت تلفن هاي موبايل وجود دارد.
هر دو بنگاه پرداشگرهاي خيلي کم تواني با هدف بازار ميکرو سرور دارند. در يک سمت اينتل با SoC شصت و چهار بيتي Atom (Centerton) و SoC آينده ۲۲nm Avoton و همينطور پردازشگرهاي کم توان Xeon E3 قرار دارد. در سوي ديگر هم ARM و شرکايش قرار دارند که SoC هايشان بر مبناي Cortex A9 و Cortex A15 ، سي و دو بيتي است. و معماري ۶۴ بيتي v8 را در آينده عرضه مي کند. AMD پردازشگر کم توانش به نام Kabini را عرضه خواهد کرد که يک CPU چند هسته اي را با يک GPU Radeon HD در اواخر اين سال ترکيب مي کند.
فروشنده هاي بزرگ سرور HP و Dell هم در حال طراحي دامنه اي از ميکرو سرورها هستند، HP در پروژه Moonshot که به زودي ميکرو سرورهاي مبتني بر Intel Atom Centerton راعرضه مي کند و Dell که ميکرو سرورهاي زير ۶۵ واتي مبتني بر Intel Xeon E3 به نام Dell PowerEdge C5220 را عرضه خواهد کرد.
IBM نيز اين برنامه را دارد که پرتراکم ترين کشوهاي سرور ميکرو سرور ۶۴ بيتي جهان را براي شراکت IBM/Astron Dome با هدف تراکم بيش از ۱۰۰ گره، ۵۰۰ هسته و ۲TB حافظه بسازد.
اما شرکت هايي مثل فيس بوک و گوگل هم روز به روز از OEM هاي سنتي فاصله مي گيرند و سرورهاي سفارشي و سخت افزار مرکز داده خودشان را طراح مي کنند. ARM نيز به عنوان روشي از وارد کردن پردازشگرهايش به مرکز داده بر روي سازمان هايي مثل فيس بوک حساب مي کند.

وقتي که در مورد سازندگان چيپ صحبت مي کنيم، هيچ شرکت پيشگامي وجود ندارد. پردازشگرهاي Centerton اينتل از خصوصيات مهم نهادي مثل معماري ۶۴ بيتي و از حافظه کد تصحيح خطا (ECC) پشتيباني مي کنند .اما SoC هاي اوليه ARM مثل Calxeda EnergyCore مصرف توان کمتري نسبت به چيپ هاي با هدف ميکرو سرور اينتل تا امروز دارند.
وقتي که در مورد اجراي نرم افزار سرور صحبت مي کنيم اينتل برتري روشني بر SoC هاي ARM دارد. نرم افزار سرور زيادي بر روي معماري چيپ x86 اينتل اجرا مي شود که بايد براي اجرا بر روي پلتفرم RISC متعلق به ARM اصلاح شود. گفته مي شود که در پشته هاي انتقال نرم افزار سرور مثل LAMP و OpenStack به ARM پيشرفت هايي حاصل شده است.
با جود نگراني هاي تحليل گران در مورد اوج گيري ناگهاني ARM در فضاي پردازشگر کم توان، اينتل بيش از ۶۰% حاشيه به سود دست خواهد يافت و اين شرکت ادعا مي کند که هنوز هم حاشيه هاي خيلي خوبي در چيپ هاي سرور Atom S1200 و Avoton خواهد داشت.

در حال حاضر هم ميکرو سرورها ، که براي اجراي کارهاي سبک طراحي شده ا ند، ماشين هاي تخصصي هستند همانطور که بازار بالغ تر ميشود، ميکرو سرورها هم با بارهاي کاري تخصصي تر مثل برنامه هاي SaaS خاص صنعت تطبيق پيدا مي کنند.
معماري هاي سفارشي حول ميکرو سرورها ساخته مي شوند در دسترس قرار مي گيرند مثلا سيستم محاسباتي فابريک AMD SeaMicro SM1500 که تا ۵۱۲ هسته CPU و ۵PB ذخيره سازي را در يک سيستم پشتيباني مي کند و بوسيله يک پهناي باند دو بخشي ۱٫۲۸Tbps پيوند داده مي شود. HP نيز يک طراحي منعطف با ميکرو سرورهاي Moonshot را هدف گرفته است که کارتريج هاي سرور قابل تعويضي دارد که اجزاي ان (CPU ها،حافظه و سيستم I/O) مي توانند با بارهاي کاري محاسباتي خاص متناسب سازي شوند.

انتظار مي رود که ميکرو سرورها در کنار سرورها قرار بگيرند و نه اينکه جايگزين سرورهاي با توان بالاتر و کمتر تخصصي شوند. انتظار ميرود که ميکرو سرورها حدود يک پنجم از فروشهاي سرور را تا ۲۰۱۵/۲۰۱۶ داشته باشند و به عنوان نوع سرور جديد شناسائي شوند و نه غصب کننده جايگاه سرورهاي سنتي.