Amazon представила нову архітектуру для дата-центрів AWS, яка може суттєво змінити принципи роботи хмарної індустрії. Компанія стверджує, що нова технологія дозволяє одночасно підвищити продуктивність і різко знизити енергоспоживання.
Про це пише BGR.
За даними Amazon, нова система дає змогу використовувати на 69% менше маршрутизаторів і комутаторів, скоротити споживання електроенергії приблизно на 40% та збільшити пропускну здатність мережі на 33%.
Основою розробки стала концепція Resilient Network Graphs (RNG), або “стійких мережевих графів”. Вона поєднує нові програмні та апаратні рішення для ефективнішого обміну даними між тисячами серверів у центрах обробки даних.
Цікаво, що фундамент технології був закладений ще у 1959 році. Йдеться про математичну модель випадкових графів, створену угорськими математиками Паулем Ердешем та Альфредом Реньї.
Інженери Amazon адаптували цей підхід до сучасних дата-центрів. Замість жорстко структурованої мережі система використовує контрольовані випадкові зв’язки між елементами, що дозволяє створити більше маршрутів для передачі інформації.
Одним із ключових компонентів став пристрій ShuffleBox. Він формує фізичні з’єднання між мережевими елементами відповідно до принципів випадкового графа, забезпечуючи значно більшу кількість шляхів для руху даних.
Ще однією важливою частиною системи стала технологія Optical Circuit Switching (OCS). Вона передає інформацію через волоконно-оптичні лінії у вигляді світлових сигналів без постійного перетворення на електричні імпульси, що дозволяє скоротити втрати енергії та прискорити обмін даними.
Програмне забезпечення мережі працює на алгоритмі Spraypoint. На відміну від традиційних систем, які спрямовують трафік одним маршрутом, новий алгоритм розподіляє пакети даних між кількома напрямками одночасно. Це допомагає уникати перевантажень і рівномірніше використовувати ресурси мережі.
Сьогодні більшість дата-центрів працюють за архітектурою типу “fat tree”, де дані проходять через багаторівневу ієрархію комутаторів. Така схема вважається надійною, але потребує великої кількості обладнання та кабелів, а також створює потенційні вузькі місця для трафіку.
RNG пропонує інший підхід — значно більше маршрутів для передачі даних без збільшення кількості мережевого обладнання.
Поява подібних технологій стає особливо актуальною через стрімке зростання навантаження на дата-центри після буму штучного інтелекту. Навчання сучасних AI-моделей вимагає величезних обчислювальних ресурсів і дедалі більше електроенергії.
Як зазначає Bloomberg, у деяких регіонах США будівництво нових дата-центрів уже пов’язують із різким зростанням тарифів на електроенергію. В окремих випадках рахунки населення збільшувалися до 267% порівняно з показниками п’ятирічної давності.
Крім того, великі центри обробки даних споживають значні обсяги води для охолодження серверів. Раніше журналісти SourceMaterial повідомляли, що Amazon, Google та Microsoft продовжують будувати такі об’єкти навіть у регіонах із дефіцитом водних ресурсів.
Якщо заявлені Amazon показники підтвердяться під час масштабного впровадження, нова архітектура може суттєво змінити підходи до створення дата-центрів і зробити їх значно менш енерговитратними.