La nuova architettura basata sulla fotonica del silicio è destinata a cambiare radicalmentele configurazioni dei data center del prossimo decennio con server rack disaggregati
Intel Corporation ha annunciato una collaborazione con Facebook atta a definire la nuova generazione di tecnologie rack utilizzate per potenziare i più grandi data center del mondo. Nell’ambito della collaborazione, le due aziende hanno presentato inoltre un prototipo meccanico realizzato da Quanta Computer – che include la nuova e innovativa architettura server – rack basata sulla fotonica – per dimostrare i potenziali miglioramenti offerti da un ambiente rack disaggregato in termini di costi totali, progettazione e affidabilità.
“Intel e Facebook collaborano allo sviluppo di una nuova architettura server rack disaggregata, che consente l’upgrade indipendente dei sottosistemi di elaborazione, rete e storage, ed è destinata a definire il futuro dei mega data center nei prossimi dieci anni”, ha affermato Justin Rattner, Chief Technology Officer di Intel, durante il suo intervento all’Open Compute Summit di Santa Clara, California. “Questa architettura server – rack disaggregata include la nuova architettura fotonica di Intel, basata sulla tecnologia Intel Silicon Photonics da 100 Gbps ad ampia larghezza di banda capace di ridurre il numero di cavi, ampliare la larghezza di banda, estendere la portata e ottimizzare l’efficienza energetica rispetto alle attuali interconnessioni in rame”.
Un nuovo approccio ai fotoni
Rattner ha spiegato che la nuova architettura è frutto di studi e ricerche di un decennio portati avanti con l’obiettivo di ideare una famiglia di dispositivi fotonici basati su silicio: laser, modulatori e rilevatori che impiegano silicio a basso costo per creare dispositivi fotonici pienamente integrati dai livelli di velocità ed efficienza energetica senza precedenti. La fotonica del silicio rappresenta un nuovo approccio all’utilizzo della luce (fotoni) per trasferire enormi quantità di dati a velocità molto elevate, con un consumo energetico estremamente ridotto, su una fibra ottica sottile anziché utilizzando segnali elettrici su cavi di rame. Negli ultimi due anni Intel ha dimostrato che la propria tecnologia Silicon Photonics offre vantaggi dal punto di vista della produzione e possiede già oggi diversi campioni dimostrativi.
La fotonica del silicio costituita da silicio poco costoso, anziché da costosi e rari materiali ottici offre un evidente vantaggio rispetto alle tecnologie ottiche precedenti, oltre a superiori livelli di velocità, affidabilità e scalabilità. Le aziende con server farm o data center di grandi dimensioni potrebbero eliminare i colli di bottiglia delle prestazioni e assicurare espandibilità a lungo termine con un risparmio significativo sui costi operativi associati allo spazio e all’energia.
Efficienza della fotonica del silicio e della disaggregazione
Le aziende con data center di grandi dimensioni possono ridurre sensibilmente i costi grazie alla disaggregazione o alla separazione delle risorse di elaborazione e storage all’interno dei rack. La disaggregazione di questi ultimi si riferisce alla separazione in moduli distinti delle risorse attualmente in esso disponibili, tra cui sistemi di elaborazione, storage, networking e distribuzione dell’alimentazione. Solitamente, a ogni server all’interno di un rack è associato un gruppo specifico di risorse. Se disaggregate, le diverse tipologie di risorse possono essere raggruppate e distribuite nell’intero rack, con notevoli vantaggi in termini di possibilità di aggiornamento, flessibilità e affidabilità, riducendone al contempo i costi.
“Siamo entusiasti della flessibilità che queste tecnologie possono offrire a livello di hardware e di come la fotonica del silicio ci consentirà di collegare queste risorse con meno preoccupazione per la loro collocazione fisica”, ha affermato Frank Frankovsky, Chairman della Open Compute Foundation e Vice President of Hardware Design at Supply Chain di Facebook. “Siamo certi che lo sviluppo di queste tecnologie in modalità open, con i contributi per l’Open Compute Project, produrrà un ritmo senza precedenti di innovazione, consentendo all’intero settore di colmare il divario di utilizzo che sussiste con i design dei sistemi odierni”.
Manutenzione facilitata, flessibilità ed elevata resilienza
Separando uno dall’altro i componenti critici ciascuna risorsa del computer può essere aggiornata secondo la propria cadenza, senza la necessità di abbinarla ad altre. In questo modo ognuna di esse può avere un ciclo di vita di durata superiore e i responsabili IT possono sostituirne solo una specifica invece dell’intero sistema. Questa maggiore facilità di manutenzione e flessibilità favorisce una riduzione dei costi per gli investimenti nell’infrastruttura, oltre a livelli più elevati di resilienza. È inoltre possibile migliorare l’efficienza termica grazie a una collocazione ottimale dei componenti all’interno del rack. Il prototipo meccanico è una dimostrazione dell’architettura rack basata sulla fotonica del silicio di Intel per connettere le molteplici risorse e mostra uno dei modi in cui è possibile disaggregare le risorse di elaborazione, rete e storage all’interno del rack. Intel fornirà un modello/sistema per rendere disponibile un ricevitore fotonico per l’Open Compute Project (OCP) e collaborerà con Facebook, Corning e altre aziende in futuro per definirne gli standard. Il prototipo meccanico include funzionalità di Input/Output (I/O) distribuite mediante switch insilicio Ethernet Intel e supporterà il processore Intel Xeon e il processore system-on-chip (SoC) Intel Atom a 22 nanometri di nuova generazione, nome in codice “Avoton”, disponibile quest’anno.
Il prototipo meccanico presentato rappresenta la nuova evoluzione della disaggregazione dei rack con funzioni di switching distribuite separate.
Intel e Facebook: una lunga tradizione di collaborazione e contributi
Intel e Facebook sono da tempo partner tecnologici, collaborando all’ottimizzazione di hardware e software per incrementare l’efficienza e la scalabilità dei data center di Facebook. Intel è inoltre uno dei membri fondatori dell’OCP, insieme a Facebook. Intel è impegnata indiversi ambiti del progetto OCP, tra cui la collaborazione con il settore per progettare schede OCP per processori Intel Xeon e Intel Atom, supporto per “cold storage” con il processore Intel Atom e funzioni comuni di gestione dell’hardware, oltre alle future definizioni dei rack, tra cui l’attuale ricevitore fotonico.
