Cloudové výpočetní úložiště aneb kapacita i výkon na jednom místě

Aby bylo možné tak ohromným nárokům vyhovět, zkoumají výrobci možnosti synergického skloubení výpočetního výkonu a úložné kapacity zařízení. Tento koncept se označuje jako ISP, tj. „in-situ-processing“, nebo „in-storage cumpute“, tedy zpracování dat v úložišti. Zařízení, které takové zpracování umožňují (typicky moderní SSD), obvykle označujeme jako CSD, tj. „computational storage device“, do češtiny bychom mohli přeložit jako výpočetní úložiště.

Výpočetní úložiště

ISP označuje zpracování dat přímo tam, kde se nacházejí. Koncept není nijak přepravně nový, ale jeho rozmach nastal až s masivním rozšířením SSD, jejich moderní architektura právě takovéto zpracování umožňuje (jak je vysvětleno v dalším odstavci). Data se tedy neodesílají ke zpracování do CPU, nýbrž se určitým způsobem procesují na paměťových zařízeních nebo na jednotkách SSD (tj. na netočivých „polovodičových discích“).  

Disky SSD totiž disponují nemalým výpočetním výkonem, který zajišťuje vlastní režii, tj. správu pole flash pamětí (ty zase představují, resp. „dodávají“ úložnou kapacitu), a pro poskytování vysokorychlostního rozhraní hostitelským sběrnicím. A právě tyto schopnosti zpracování poskytují prostředí pro spouštění a zpracovávání aplikací přímo v CSD zařízení – v architektuře CSD má vestavěný in-storage procesní subsystém přístup k datům uloženým v poli flash pamětí prostřednictvím nízkoenergetického a vysokorychlostního spojení. Nasazení takovýchto CSD ve větších počtech může zvýšit celkový výkon a efektivitu aplikací pro big data a HPC (High performance cumputing – výpočetní klastry pro řešení výpočetně náročných úloh).

Proč využívat výpočetní úložiště?

Mnoho lidí se domnívá, že nejvíce výkonu spotřebovávají GPU/CPU výpočty a operace. Ano i ne. Je do určité míry překvapivé, že 62 % energie spotřebované při výpočtech se spotřebuje na přesun dat (tj. z úložiště do operační paměti, z operační paměti do CPU, CPU do výstupního zařízení). Výpočetní úložiště výrazně snižuje přenos dat, a tedy i související energetické výdaje, protože mnoho operací vykoná přímo „samo v sobě“ bez přenášení dat.

Procesory výpočetního úložiště pracují spíše v režimu koprocesorů pověřených zpracováním definovaných úloh, ale lze je použít v okrajových případech i pro snížení zátěže CPU. Výpočetní úložiště může také u určitých operací zvýšit výkon a snížit latenci. Je zde určitá paralela se zařízeními IoT (internet of things), které jsou z principu malé a energeticky úsporné, resp. princip ISP je pro IOT ideální, jelikož kombinuje paměť, úložiště a výpočetní výkon ​​v jediném zařízení.

→ Tip: Přečtěte si, kde vám internet věcí pomůže a jak.

Edge computing

Edge computing představuje typický příklad výpočetního úložiště – obě technologie spadají do téže kategorie distribuovaných výpočtů. Edge computing kombinuje síťová a úložná řešení s identickým cílem, jako je tomu u výpočetních úložišť. Opět jde o snížení latence a navýšení výpočetního výkonu. V zásadě jde u edge computingu i o stejný filozofický přístup – tj. zpracování dat na místě, resp. pokud možno „co nejblíže okraji“. Data se odesílají do lokalizovaných datových center, popř. dedikovaných zařízení „na okraji“ (okraj – edge), kde se rychleji zpracují. „Edge“ tak označuje především geografickou polohu: tj. okraj lokalizovaných dat a cloudu.

Edge computing tak přináší stejně jako výpočetní úložiště výhody eliminace přesunu dat, v případě edge computingu už hovoříme o skutečně velkém množství dat. Data urazí výrazně menší vzdálenost a šetří se prostředky na jejich přenos. To nabývá na významu zejména v případech, kdy se provádí big data analýzy na vzdálených místech s nestabilním internetovým připojením.

→ Tip: Podívejte se, jak na efektivnější práci s cloudem pomocí edge computingu.

Kde se bude používat výpočetní úložiště?

Edge computing i výpočetní úložiště jsou na začátku cesty a podle všeho mají před sebou zajímavou budoucnost ve formě mnoha praktických aplikací:

• Datová centra – zde se výpočetní úložné jednotky uplatní v kompresi, reduplikaci, kódování a dalších úlohách.
• Bezpečnostní kamery – kvalitní kamera při 1080 p a 30 FPS zaznamená za jednu hodinu přibližně 2 GB dat, tj. téměř 18 TB za jeden rok. Nasazením výpočetního úložiště pro místní úlohy se výrazně sníží webový provoz.
• Automobily – už dnes obsahují tisíce senzorů a snímacích zařízení a jejich počet se dramaticky zvyšuje v případě autonomních aut, kde navíc dochází ke sběru a analýze telemetrických dat. Jde tedy o ideální aplikaci výpočetních úložišť. Jejich rychlý přístup k datům navíc teoreticky může zajistit vyšší bezpečnost a poskytne výrobcům důležité poznatky pro další vylepšování autonomních systémů.
• Letadla – patří v zásadě mezi zařízení s omezenou šířkou pásma. ML aplikace pro prediktivní údržbu a sledování senzorů lze efektivně provádět během letu výpočetním úložištěm, aby se zvýšila bezpečnost a snížila latence.

V Algotechu důkladně sledujeme současné technologické trendy a výpočetní úložiště zavádíme v rámci našeho datového centra s klasifikací TIER III a certifikací bezpečnosti informací ISO 27001. Ozvěte se nám, rádi vám sdělíme další informace o technických parametrech nejen našeho cloudu.