Khi Quy Mô Đòi Hỏi Hiệu Suất: Cách Nhà Cung Cấp Dịch Vụ Đám Mây Toàn Cầu Đáp Ứng Cả Hai Nhu Cầu Với Ổ Cứng

Phân tích khối lượng công việc thực tế có thể định hình lại các giả định và kiến trúc.

Khi các yêu cầu về hiệu suất cao và đa thuê bao định hình lại cơ sở hạ tầng dữ liệu, một trong những thay đổi quan trọng nhất không chỉ diễn ra trong các cụm đào tạo mà còn trong các hệ thống phản hồi theo thời gian thực với hàng tỷ tương tác của người dùng.

Tại một trong những gã khổng lồ internet lớn nhất thế giới , các kiến trúc sư cơ sở hạ tầng gần đây đã bắt tay vào việc tái cấu trúc một khối lượng công việc quan trọng gắn liền với sự tương tác của người dùng: cơ sở hạ tầng bộ nhớ đệm hỗ trợ hoạt động bình luận trên mạng xã hội (tức là một lớp dữ liệu tạm thời cho phép truy cập nhanh vào nội dung thường được yêu cầu). Những thách thức đặt ra rất lớn—lưu lượng truy cập tăng vọt, tính đồng thời cao và nhu cầu đọc/ghi lớn—và nhu cầu giảm chi phí và năng lượng ở quy mô lớn cũng vậy. Nhóm đã xác định một giải pháp chiến lược nhưng không theo quy ước: một tầng bộ nhớ đệm dựa trên ổ cứng, được xây dựng trên các ổ đĩa doanh nghiệp Seagate dung lượng thấp.

Một số người cho rằng lớp này cần đến flash, nhưng phân tích khối lượng công việc cho thấy ổ cứng đáp ứng được nhu cầu về hiệu suất đồng thời mang lại lợi ích đáng kể về chi phí và hiệu quả—đặc biệt đối với khối lượng công việc suy luận và dàn dựng dữ liệu, thường bị hạn chế nhiều hơn bởi chi phí, công suất và quy mô hơn là độ trễ thực tế.

Kiến trúc này minh họa những gì có thể thực hiện được khi các quyết định về cơ sở hạ tầng dựa trên hành vi khối lượng công việc thực tế và cách ổ cứng - khi được sử dụng một cách chiến lược - có thể cho phép hoạt động hiệu suất cao, có khả năng mở rộng và tiết kiệm chi phí trên quy mô toàn cầu.

Hiểu về khối lượng công việc dữ liệu: Các đợt ngắn, tính đồng thời cao

Mục tiêu của khối lượng công việc được tập trung là cho phép truy cập nhanh chóng và đáng tin cậy vào dữ liệu bình luận của người dùng trong quá trình tương tác với nội dung lan truyền - một thách thức nhanh chóng trở nên phức tạp khi mở rộng quy mô. Tuy nhiên, khối lượng và tính biến động của nhu cầu đã khiến việc này trở nên khó khăn hơn bao giờ hết.

Khi một nội dung được lan truyền rộng rãi, mức độ tương tác tăng vọt ngay lập tức. Hàng ngàn đến hàng triệu người dùng có thể tràn vào một chủ đề duy nhất chỉ trong vài phút—thích, trả lời, làm mới và đăng lại. Hệ thống phải hỗ trợ một loạt thao tác đọc và ghi đối tượng nhỏ, đạt đỉnh điểm đột ngột rồi giảm xuống cũng nhanh chóng như vậy. Và mặc dù hiệu suất quan trọng, nhưng nó chỉ mang lại giá trị khi các nút thắt cổ chai của hệ thống cho phép tận dụng hiệu suất đó.

Các kiến trúc sư của nền tảng cần hỗ trợ:

- Lượng truy cập đồng thời cực lớn trong thời gian ngắn.

- Lưu lượng đọc và ghi lớn liên quan đến hoạt động của người dùng.

- Bộ nhớ đệm phản hồi nhanh để mang lại trải nghiệm người dùng—nhưng không cần đèn flash luôn bật, độ trễ thấp.

Phân tầng nóng/lạnh truyền thống không hiệu quả với kiểu mẫu động này. Mặc dù flash có thể đáp ứng nhu cầu về hiệu suất, nhưng chi phí, độ hao mòn và cấu hình năng lượng khiến nó không bền vững ở lớp kiến trúc này.

Thông lượng so với Độ trễ: Xem xét lại bộ nhớ đệm dữ liệu để tăng hiệu suất đám mây

Người ta thường cho rằng các lớp bộ nhớ đệm—đặc biệt là đối với các hệ thống hướng đến người dùng—phải dựa trên flash để đáp ứng nhu cầu hiệu suất. Tuy nhiên, trong trường hợp này, phân tích khối lượng công việc chi tiết cho thấy thông lượng (tốc độ đọc hoặc ghi dữ liệu mỗi giây) và tính đồng thời (khả năng xử lý nhiều yêu cầu đồng thời) là những yếu tố hạn chế chứ không phải độ trễ ở mức micro giây. Ổ cứng có hiệu suất cao ở các khía cạnh này, và trong các kiến trúc cấp hệ thống được thiết kế để tối đa hóa những điểm mạnh này—thông qua tính song song, chiến lược bộ nhớ đệm và phân tầng thông minh—chúng có thể vượt trội hơn các thiết lập dựa trên flash cho cùng khối lượng công việc.

Bằng cách tận dụng sự kết hợp các thế mạnh này, nhà cung cấp dịch vụ đám mây đã có thể:

- Cung cấp thông lượng tuần tự và đồng thời cao.

- Xử lý khối lượng dữ liệu lớn trong thời gian cao điểm ngắn ngủi.

- Hoạt động với chi phí và mức tiêu thụ điện năng trên mỗi terabyte thấp hơn—một cân nhắc có ý nghĩa khi ngân sách về điện năng và nhiệt của trung tâm dữ liệu ngày càng hạn chế.

Trong các triển khai như vậy, ổ cứng doanh nghiệp có chi phí mua sắm trên mỗi terabyte thấp hơn đáng kể—hiện tại thấp hơn 7 lần so với SSD, theo phân tích của Seagate dựa trên nghiên cứu của IDC, TRENDFOCUS và Forward Insights. Sự chênh lệch này có thể ảnh hưởng đáng kể đến các lựa chọn kiến trúc—đặc biệt là khi hiệu suất bộ nhớ đệm và độ bền là một phần của phương trình.

Bộ nhớ đệm ổ cứng: Giải pháp truy cập dữ liệu hiệu quả và có khả năng mở rộng

Kiến trúc cuối cùng triển khai ổ cứng doanh nghiệp dung lượng thấp Seagate làm lớp lưu trữ đệm liên tục và đặt chúng giữa lớp ứng dụng chính và lớp đám mây dựa trên ổ cứng dung lượng cao. Cấu hình được xây dựng bằng cách sử dụng các vỏ bọc mà nhóm đã sử dụng trên các khối lượng công việc khác, cho phép tái sử dụng hệ thống hiệu quả.

Sau đây là cách thức hoạt động:

- Trong thời gian hoạt động cao điểm, dữ liệu bình luận được ghi trực tiếp vào tầng bộ nhớ đệm dựa trên ổ cứng.

- Lớp dữ liệu dựa trên ổ cứng này cung cấp hiệu suất thông lượng cao, đồng thời cao cần thiết để phục vụ truy cập nhanh, có thể lặp lại ở quy mô toàn cầu trong các đợt bùng phát.

- Khi nhu cầu giảm dần, dữ liệu được lưu trong bộ nhớ đệm sẽ được xóa hoặc di chuyển đến tầng lưu trữ sâu hơn được xây dựng trên ổ đĩa có dung lượng cao hơn (ví dụ: 24TB hoặc 30TB).

Các ổ đĩa trong tầng lưu trữ đệm thường hoạt động theo nguyên tắc ưu tiên đường kính ngoài của đĩa để có không gian lưu trữ đệm khả dụng, tối ưu hóa hành vi ghi và tối đa hóa hiệu suất thực tế cho trường hợp sử dụng.

Cân bằng chi phí, năng lượng và hiệu suất trong cơ sở hạ tầng lưu trữ đám mây

Sơ đồ kiến trúc này minh họa cách bộ nhớ đệm dựa trên ổ cứng, lưu trữ sâu và các dịch vụ ứng dụng phối hợp với nhau để xử lý các đợt bùng phát dữ liệu vi-rút một cách hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

Việc triển khai mang lại những cải tiến có ý nghĩa về tổng chi phí cơ sở hạ tầng và hiệu quả năng lượng, đồng thời duy trì nhu cầu hiệu suất cao của khối lượng công việc thông qua các ổ đĩa được thiết kế để duy trì thông lượng, độ bền ghi, khả năng sử dụng dữ liệu dưới áp lực và triển khai trên quy mô lớn.

- Việc sử dụng ổ cứng doanh nghiệp có dung lượng thấp hơn mang lại hiệu suất cần thiết với chi phí mua trên mỗi terabyte thấp hơn đáng kể so với các giải pháp thay thế dùng ổ flash.

- Tiêu thụ điện năng trên mỗi đơn vị thông lượng giảm, vì ổ đĩa được tối ưu hóa cho các đợt ghi liên tục, chứ không phải IOPS nhàn rỗi. Nhìn chung, các so sánh ở cấp độ hệ thống cũng cho thấy ổ cứng có thể giảm tiêu thụ điện năng trên mỗi terabyte tới 70% so với ổ flash QLC.

- Nhóm có thể tái sử dụng cơ sở hạ tầng hiện có, giảm thiểu đầu tư phần cứng mới và đẩy nhanh tiến độ triển khai.

- Điều quan trọng là bộ nhớ đệm dựa trên ổ cứng tiếp tục đáp ứng hoặc vượt quá kỳ vọng về tỷ lệ truy cập, hỗ trợ tương tác bình luận liền mạch ngay cả trong những đợt tăng đột biến về lưu lượng truy cập.

Hầu hết khối lượng công việc suy luận và phân tích dữ liệu đều bị hạn chế nhiều hơn bởi chi phí, công suất và quy mô hơn là độ trễ thực tế, khiến ổ cứng trở nên phù hợp với kiến trúc phù hợp.

Mở rộng bộ nhớ đệm đám mây: Từ thành công thí điểm đến tiêu chuẩn nền tảng toàn cầu

Tại thời điểm xuất bản, kiến trúc nền tảng này đang được khách hàng tích cực triển khai trên khắp các khu vực địa lý trọng điểm, đồng thời đang tiếp tục đánh giá việc triển khai rộng rãi hơn. Các chỉ số ban đầu rất khả quan: hiệu suất bộ nhớ đệm ổn định, trải nghiệm người dùng vẫn đáp ứng nhanh và tổng chi phí sở hữu (TCO) được cải thiện.

Nếu kết quả thí điểm tiếp tục được duy trì, nền tảng này có thể mở rộng mô hình này một cách đáng kể—với khối lượng triển khai hàng năm tiềm năng đạt tới con số sáu con số về ổ đĩa, phản ánh nhu cầu về hơn 6EB mỗi năm và sự tin tưởng vào khả năng mang lại hiệu suất và hiệu quả ở quy mô đội xe.

Đây không chỉ là một sự tối ưu hóa một lần mà là một mô hình mới nổi để xây dựng khả năng chia sẻ hình ảnh, blog nhỏ, video và nội dung khác tốt hơn, trong đó tính đồng thời và mức độ liên quan của người dùng cuối thúc đẩy các yêu cầu về cơ sở hạ tầng và cho phép cải thiện lợi nhuận của nền tảng.

Bài học chính để xây dựng kiến trúc lưu trữ đám mây có khả năng mở rộng và tiết kiệm chi phí

Sự thành công của thiết kế này không dựa trên bất kỳ đột phá nào, mà dựa trên ba nguyên tắc cốt lõi sẽ được các nhà xây dựng nền tảng AI khác đồng tình:

- Thiết kế theo khối lượng công việc —không phải theo giả định—vì không phải mọi lớp hiệu suất cao đều yêu cầu flash.

- Các yếu tố chính của hiệu suất —như thông lượng, tính đồng thời, khả năng ghi, tốc độ tiếp nhận và mức sử dụng hệ thống—thường quan trọng hơn độ trễ thô.

- Các tầng lưu trữ có thể được tối ưu hóa —thậm chí có thể tái sử dụng—để đáp ứng nhu cầu hiện đại hiệu quả hơn.

Ổ cứng không "thắng" flash ở đây—chúng chỉ đơn giản là hợp lý. Đây chính là cách cân bằng hiệu suất, chi phí và hiệu quả vận hành trong môi trường thực tế. Trên khắp cơ sở hạ tầng doanh nghiệp và đám mây, chúng tiếp tục phục vụ phần lớn khối lượng công việc dữ liệu, nơi thông lượng, hiệu quả và quy mô là những yếu tố quan trọng nhất.

Suy nghĩ cuối cùng: Xây dựng cơ sở hạ tầng đám mây phản ánh khối lượng công việc thực tế

Để đáp ứng nhu cầu về hiệu suất, khối lượng công việc hiện đại cần cả khả năng tính toán và lưu trữ có thể mở rộng—đặc biệt là khi sự thành công của mô hình phụ thuộc vào sự liên quan tức thời và liên tục của người dùng cuối.

Khi AI và các khối lượng công việc hiện đại khác tiếp tục định hình thiết kế cơ sở hạ tầng trong nhiều ngành, câu hỏi không phải là nên sử dụng ổ cứng hay ổ flash. Mà là làm thế nào để xây dựng các hệ thống phản ánh hành vi khối lượng công việc thực tế, các ràng buộc thực tế và các cơ hội thực tế để tối ưu hóa.

Nhà cung cấp dịch vụ đám mây toàn cầu hàng đầu này đã chứng minh rằng ổ cứng không chỉ có liên quan mà còn đóng vai trò trung tâm trong cách các kiến trúc hiện đại phát triển để mở rộng quy mô, đảm bảo khả năng truy cập và tính khả dụng của dữ liệu ngay cả khi nhu cầu cao điểm.

Hotline: 0982301415

Bán hàng trực tuyến

Mrs.Nguyệt 0983280482

Mr.Hiệp 0982301415

Hỗ trợ kỹ thuật và bảo hành

Mr.Hùng 0974014312

Khi Quy Mô Đòi Hỏi Hiệu Suất: Cách Nhà Cung Cấp Dịch Vụ Đám Mây Toàn Cầu Đáp Ứng Cả Hai Nhu Cầu Với Ổ Cứng

Tin mới nhất

Giới thiệu

Hỗ trợ khách hàng