RAMCloud使未來數據中心無需硬碟

2011-10-28 10:10 | 6933次閱讀 | 【已有0條評論】發表評論

來源：CSDN編譯 | 作者：李智 | 收藏到我的網摘

導讀：如果讓你將高容量存儲的數據中心的（尤其是那些與雲架構有關聯的）現有磁碟陣列更新換代，大多數人面臨的問題都是成本。但是如果將來某一天成本不再是問題呢？在可預見的未來運行在數據中心的DRAM會替代傳統的磁碟陣列嗎？

相對於RAMCloud 磁碟和快閃記憶體的速度都已顯得力不從心

在當今的時代下，固態硬碟已成為企業中的熱門技術。但斯坦福大學的計算機科學團隊認為有更好的解決方案。他們已經想出了可擴展且高性能的存儲方法，其被稱為RAMCloud。這種解決方案可存儲動態隨機存儲器中的所有數據。同時還可以聚合整個數據中心的內存資源。

RAMCloud的可擴展性和性能方面表現使它成為高性能計算的關鍵技術。特別是數據密集型的應用程序，而此技術在計算密集型的應用程序則表現一般。

RAMCloud項目由斯坦福大學教授John Ousterhout發起。同時他也是Tcl腳本語言的發明者。他還是Electric Cloud公司的董事長，Electric Cloud公司成立於2002年，其主要業務是提供高性能軟體構件工具。Ousterhout在高性能計算領域進行了深入的研究，並對分散式文件系統和高性能文件系統有所研究。簡而言之，RAMCloud是在數據中心或集群的大量伺服器中彙集在內存中所有應用程序數據的軟體平台。RAMCloud可提供比基於磁碟存儲低100-1000倍延遲和比以往高100-1000倍的吞吐量。

研究人員相信目前的所依賴的硬碟技術將不足以應對數據密集型應用，這個趨勢正在蔓延到企業計算的各個方面。研究人員還在文章中宣布如果RAMCloud成功，它將會取代磁碟從而作為數據中心主要的存儲技術。

RAMCloud的兩個最吸引人的特性是能夠擴展到數以千計的伺服器並能夠保持極低的延遲。

RAMCloud的延遲可低至5-10微秒。這比傳統磁碟快1000倍，比快閃記憶體要快5倍左右。研究人員表示RAMCloud的低延遲特性對於對低延遲有苛刻要求的Web的應用來說都有些顯得性能過剩。但還是應該鼓勵這種技術的發展，這會帶來巨大的性能優勢。同時對於一些高性能計算（HPC）應用，RAMCloud的低延遲特性則顯得如魚得水。

但網路延遲對RAMCloud低延遲優勢的影響也是不可迴避的問題。雖然像InfiniBand、Myrinet和Arista等高性能乙太網廠商可實現跨數據中心10微秒延遲數據傳輸。但今天大多數設備採用的TCP/IP乙太網的延遲達到了300-500微秒。網路延遲方面的優化是RAMCloud性能最大化的關鍵因素。

至於可擴展方面，研究人員認為使用當下的商用伺服器和存儲技術RAMCloud的規模可高達500TB。在未來5-10年RAMCloud的成本可能會降到每GB 5美元，並且規模可達到1-10PB。

圖表代表三種存儲技術在不同大小數據集和不同訪問頻率的成本（斯坦福大學計算機科學系繪製）

但在當今的市場，RAMCloud存儲成本為每GB 60美元左右。DRAM系統的相對於磁碟和固態存儲來說還是略顯昂貴的。DRAM存儲系統比傳統的磁碟的價格貴50-100倍，比快閃記憶體貴5-10倍。但對於高吞吐量I/O應用DRAM還是能夠體現其價值的。研究人員表示如果你的代碼執行速度夠快，你就可以突破存儲數據訪問的約束。從這個角度看DRAM其實比比傳統硬碟價格低10-100倍。

這項技術也不可避免的面臨一些問題，包括精確的數據模型和API、如何優化遠程調用延遲、數據持久型和可用性、集群管理、多租戶的應用、以及支持原子更新等技術還在摸索中。然而，這些都是可以解決的問題。

隨著數據中心的擴展建設，未來將會浮現出越來越多的數據密集型應用。這為RAMCloud的普及奠定了基礎。現在還沒有一個RAMCloud項目變成商業產品的時間表。不過Ousterhout在Electric Cloud的經驗可幫助RAMCloud儘快在商業領域中應用。