Flash Memory System untuk Efisiensi Data Center

Sebagian besar situs web modern menyimpan data di database, dan karena kueri basis data relatif lambat, sebagian besar situs juga memelihara server cache, yang mencantumkan hasil kueri umum untuk akses lebih cepat. Pusat data untuk layanan web utama seperti Google atau Facebook mungkin memiliki 1.000 server yang didedikasikan hanya untuk caching.

Server cache umumnya menggunakan random access memory (RAM) yang cepat tapi mahal dan haus kekuasaan. Minggu ini, di Konferensi Internasional mengenai Database Sangat Besar, periset dari MIT's Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) mempresentasikan sistem baru untuk caching data center, alih-alih menggunakan memori flash, jenis memori yang digunakan pada sebagian besar smartphone.

Memori per gigabyte, flash mengkonsumsi sekitar 5 persen energi sebanyak RAM dan harganya sekitar sepersepuluh. Ini juga memiliki sekitar 100 kali kepadatan penyimpanan, yang berarti bahwa lebih banyak data dapat dijejalkan ke dalam ruang yang lebih kecil. Selain mengurangi biaya dan mengurangi daya, sistem caching flash dapat secara dramatis mengurangi jumlah server cache yang dibutuhkan oleh pusat data.

Kelemahan flash adalah bahwa itu jauh lebih lambat dari RAM. Arvind, Charles dan Jennifer Johnson Professor di Computer Science Engineering dan penulis senior di kertas konferensi mengatakan "Orang bilang, 'benarkah? Anda bisa melakukan ini dengan flash memory?' Waktu akses di flash 10.000 kali lebih lama dari pada DRAM [dynamic RAM]. "

Walaupun lambat karena relatif terhadap DRAM, akses flash masih jauh lebih cepat daripada reaksi manusia terhadap rangsangan sensorik baru. Pengguna tidak akan melihat perbedaan antara permintaan yang memakan waktu .0002 detik untuk diproses - waktu tempuh perjalanan pulang-pergi yang khas melalui internet - dan yang memakan waktu .0004 detik karena melibatkan kueri flash.

Biasanya, sistem cache hanya memiliki tiga operasi: membaca nilai dari cache, menulis nilai baru ke cache, dan menghapus nilai dari cache. Xu mengembangkan rangkaian perangkat keras tujuan khusus untuk masing-masing, meningkatkan kecepatan dan menurunkan konsumsi daya.

Di dalam server BlueCache, memori flash terhubung ke prosesor pusat dengan kawat yang dikenal sebagai "bus", yang, seperti koneksi data manapun, memiliki kapasitas maksimum. BlueCache mengumpulkan cukup banyak permintaan untuk membuang kapasitas itu sebelum mengirimnya ke memori, memastikan bahwa sistem selalu menggunakan bandwidth komunikasi seefisien mungkin.

Dengan semua pengoptimalan ini, BlueCache dapat melakukan operasi tulis seefisien sistem berbasis DRAM.