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Les processeurs multicœurs marquent la prochaine ère de stockage – Monter un serveur MineCraft

Par Titanfall , le 25 juin 2019 - 9 minutes de lecture

Toigo Partners International

De temps en temps, dans les présentations de fournisseurs de technologies, on entend référence à un "tic-tac". Tick-tock est un jargon décrivant une tendance perçue dans les événements qui se produisent sur une période donnée. En reconnaissant un tel schéma, le récit en tick-tock fournit une perspective ordonnée du désordre apparemment grand du progrès technologique, tout en fournissant un cadre pour prédire l'avenir. Les deux nous font sentir que l'avenir est moins effrayant.

Comme nous le verrons dans cet article, les processeurs multicœurs pourraient très bien être le prochain tick-tock pour le stockage.

Du point de vue du fabricant de puces pour ordinateurs Intel, la partie "tick" de cette séquence implique la création d'une nouvelle technologie de microprocesseur ou l'amélioration d'une technologie existante. La partie "tock" est la commercialisation de cette innovation technologique – conduisant à son adoption / absorption par le consommateur.

Cocher – Intel double le nombre de transistors dans un microcircuit et trouve de nouveaux moyens plus performants d’améliorer la vitesse d’horloge du processeur. Tock – Les puces plus denses et plus rapides sont produites en masse et sont transférées sur le marché où elles sont intégrées aux serveurs, PC, tablettes, smartphones, etc. Le résultat est une amélioration globale des performances et de la capacité de l'infrastructure informatique – sans parler de l'agrégation d'un bénéfice énorme pour le fournisseur innovant. TIC Tac.

la loi de Moore

La loi de Moore est citée pour décrire le rythme de la tique en termes de nombre croissant de transistors dans un processeur. En 1965, Gordon E. Moore, cofondateur d’Intel, prédit que le nombre de transistors dans un circuit intégré doublerait tous les deux ans – une hypothèse qui n’a pas changé jusqu’à 2012 environ.

Une version légèrement différente de la même thèse, introduite en 1975 par David House, dirigeant d’Intel, estimait que le doublement des transistors coïnciderait avec un doublement de la vitesse du processeur tous les 18 mois environ, ce qui donnerait des puces non seulement plus denses, mais également deux fois plus vite à chaque génération.

L'hypothèse de House s'est avérée un peu moins durable que celle de Moore. En 2005, les améliorations de la vitesse du processeur ont commencé à ralentir, en raison de problèmes de chaleur et d'autres facteurs. Le résultat a été un mouvement des principales sociétés de fabrication de puces, qui se sont détournées des conceptions de processeurs monocœurs pour se tourner vers des processeurs «multicœurs». Le doublement des transistors a donc continué, même si le doublement des vitesses d’horloge est resté relativement statique.

Multicore le nouveau tick-tock

Les processeurs multicœurs sont à la base du nouveau tick-tock depuis un certain temps. Année après année, les processeurs nous proposent deux fois plus de cœurs de processeur sur une même puce, même si la vitesse des puces n’a pas augmenté de manière significative, voire pas du tout. Chaque cœur physique de la puce est un processeur individuel, et chaque noyau conserve la pratique du multithreading ou du "découpage temporel" (c’est-à-dire que l’utilisation d’une ressource unique entre plusieurs charges de travail à une vitesse suffisante pour que nous semblons avoir plusieurs processus) qui caractérisait les systèmes à un seul noyau ou à un seul processeur.

Le filetage crée un seul cœur en deux ou plusieurs cœurs logiques dont l'exécution des processus peut être planifiée si rapidement qu'elle simule un traitement simultané ou parallèle. Le multithreading, associé à des vitesses d'horloge en constante augmentation, permettait un tic-tac puissant en faveur du single core qui durait jusqu'à l'atteinte des limites d'amélioration de la vitesse d'horloge.

Les processeurs multicœurs sont à la base du nouveau tick-tock depuis un certain temps.

Depuis lors, nous avons observé l'intégration de plusieurs processeurs à un seul cœur multithreading sur une seule puce physique, de sorte que le nombre de cœurs logiques (unités d'exécution du processeur) double le nombre indiqué de ressources du cœur physique. Achetez un processeur quad-core, vous avez huit cœurs logiques; un processeur à huit cœurs vous donne 16 cœurs logiques.

Ingénierie des puces nuancée, mais importante

Pourquoi cette nuance sur l’ingénierie des puces est-elle importante dans une colonne de stockage? Simple: si nous pouvions allouer des cœurs logiques pour effectuer des tâches ou des rôles spécifiques (comme le traitement des E / S, par exemple) avec la même célérité que nous pouvons affecter des parties d’une grappe de disques au stockage et à la récupération des données d’une application donnée, nous pourrions: faire une sérieuse optimisation de l'ensemble du système informatique. Si nous pouvions affecter un certain nombre de cœurs logiques au traitement des E / S d'une charge de travail donnée, nous aurions le potentiel d'accélérer les performances des applications de plusieurs ordres de grandeur. Cela, à son tour, pourrait permettre un changement radical de la densité d'applications ou de machines virtuelles sur un serveur donné.

Alors, pourquoi ne l'avons-nous pas encore fait? D'une part, la plupart des spécialistes des environnements multiprocesseurs d'ingénierie ont quitté le terrain.

À l'époque jadis (des années 70 au début des années 90), chaque entreprise de technologie innovante travaillait d'arrache-pied au développement de systèmes multiprocesseurs. Les grands noms comme IBM et Unisys, ainsi que les noms plus petits comme Encore, avaient des équipes qui travaillaient pour tout comprendre, des supports de système d'exploitation aux cartes mères et aux conceptions d'interconnexion permettant à plusieurs microprocesseurs d'être implémentés sur le même système et de partager la charge de travail qui leur était présentée. de manière intelligente et efficace. Leur recherche a toutefois été mise en veilleuse lorsque les processeurs à un seul noyau ont été introduits sur le marché et que le PC et le serveur (un PC plus grand) sont devenus la stratégie système dominante.

Microsoft a bénéficié de processeurs simples et chaque évolution du système d'exploitation Windows s'est appuyée sur des améliorations constantes de la vitesse d'horloge et de la technologie multithreading. En fait, le tic-tac de l’amélioration de la puce et de l’adoption de Windows est devenu, pendant de nombreuses années, une métaphore de la technologie de pointe.

Pour vraiment exploiter la puissance potentielle des processeurs multicœurs, des puces multithreading, il nous faudrait revenir à la conception du traitement parallèle multitraitement.

Une autre façon de penser, cependant, est que les objectifs de l’informatique ont été temporairement abandonnés. L’industrie ne semblait pas vraiment intéressée par l’amélioration de l’efficacité des systèmes, mais seulement par la mise à profit d’améliorations brutales de la vitesse des puces et de la réduction du temps de copeaux pour que les choses tournent plus vite et plus longtemps afin que les consommateurs continuent d’acheter chaque génération de puces et d’OS. VMware est simplement la dernière en date à utiliser une architecture de puce multicœur à découpage temporel et minimal (ils commencent à tirer parti de certaines fonctionnalités de puce pour la colocation multiple, afin de dédier des cœurs physiques à des machines virtuelles).

Libérez la puissance des puces multicœurs et multithreads

Pour vraiment exploiter le potentiel des processeurs multicœurs et des puces multithreading, il faudrait revenir à la conception du traitement parallèle multitraitement.

DataCore Software est le premier à revisiter ces concepts, ce que le cofondateur et président du conseil d’administration, Ziya Aral, a aidé à jouer un rôle de pionnier dans les années 1980. La société a trouvé un moyen de récupérer une partie des cœurs logiques disponibles sur un serveur désignée par l'utilisateur et de les allouer spécifiquement pour la gestion des E / S de stockage.

La technique qu'ils utilisent devient de plus en plus granulaire et permettra éventuellement une allocation très spécifique des ressources du processeur au traitement d'E / S de la charge de travail discrète. Mieux encore, une fois défini, il s'adapte et règle automatiquement le nombre de processeurs multicœurs utilisés pour gérer les charges de travail d'E / S.

Les chiffres de référence de DataCore Storage Performance Council SPC-1 sont éloquents: ils ont dépassé les attentes du personnel en matériel en termes de performances de stockage tout en réduisant le coût par E / S bien en deçà du leader à faible coût actuel – en utilisant tout -les interconnexions et les périphériques de stockage.

Nous sommes sur le point d'entrer dans une nouvelle ère avec un tout nouveau tick-tock pour le stockage – et peut-être pour la pile de stockage réseau-serveur complète – basé sur une architecture multiprocesseur et une ingénierie appliquée aux systèmes multicœurs pilotés par un processeur.

Tout ce qui est vieux est nouveau.

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