مزرعة الخوادم

صف من الرفوف في مزرعة خوادم
تدعم مزرعة الخوادم هذه شبكات الحاسوب المختلفة لفرقة العمل المشتركة في غوانتانامو

مزرعة الخوادم أو مجموعة الخوادم هي مجموعة من خوادم الحاسوب ، تُديرها عادةً مؤسسة لتوفير وظائف خادمية تتجاوز بكثير قدرة جهاز واحد. غالبًا ما تتكون من آلاف أجهزة الحاسوب التي تتطلب كمية كبيرة من الطاقة للتشغيل والتبريد. عند مستوى الأداء الأمثل، تُكبّد مزرعة الخوادم تكاليف مالية وبيئية باهظة. [ 1 ] غالبًا ما تتضمن خوادم احتياطية يمكنها تولي وظائف الخوادم الأساسية التي قد تتعطل. عادةً ما تُوضع مزارع الخوادم في نفس موقع محولات الشبكة و/أو أجهزة التوجيه التي تُمكّن الاتصال بين أجزاء المجموعة المختلفة ومستخدميها. يقوم مُشغّلو مزارع الخوادم عادةً بتركيب أجهزة الحاسوب وأجهزة التوجيه ووحدات التزويد بالطاقة والإلكترونيات ذات الصلة على رفوف قياس 19 بوصة في غرفة الخوادم أو مركز البيانات .

التطبيقات

تُستخدم مزارع الخوادم بشكل شائع في الحوسبة العنقودية . تتألف العديد من الحواسيب العملاقة الحديثة من مزارع خوادم ضخمة تضم معالجات عالية السرعة متصلة إما عبر الإيثرنت أو بوصلات مخصصة مثل إنفينيباند أو مايرنت . تُعد استضافة المواقع الإلكترونية استخدامًا شائعًا لمزارع الخوادم؛ ويُشار إلى هذا النظام أحيانًا باسم " مزرعة الويب" . تشمل الاستخدامات الأخرى لمزارع الخوادم عمليات المحاكاة العلمية (مثل ديناميكيات الموائع الحسابية ) وعرض الصور ثلاثية الأبعاد المولدة بالحاسوب (انظر مزرعة العرض ).

تستخدم المؤسسات الكبيرة مزارع الخوادم بشكل متزايد بدلاً من الحواسيب المركزية أو بالإضافة إليها . في مزارع الخوادم الكبيرة، يُعد تعطل جهاز واحد حدثًا شائعًا، إذ توفر هذه المزارع التكرار ، والتحويل التلقائي في حالة الأعطال ، وإعادة تكوين سريعة لمجموعة الخوادم.

أداء

عادةً ما يكون أداء أكبر مزارع الخوادم (التي تضم آلاف المعالجات فأكثر) محدودًا بأداء أنظمة التبريد في مركز البيانات والتكلفة الإجمالية للكهرباء، وليس بأداء المعالجات نفسها. [ 2 ] تعمل أجهزة الكمبيوتر في مزارع الخوادم على مدار الساعة وتستهلك كميات كبيرة من الكهرباء. لهذا السبب، يميل معيار التصميم الحاسم للأنظمة الكبيرة والمستمرة إلى أن يكون الأداء لكل واط، وليس تكلفة ذروة الأداء أو (ذروة الأداء / (تكلفة الوحدة الأولية)). كذلك، بالنسبة لأنظمة التوافر العالي التي يجب أن تعمل على مدار الساعة (على عكس الحواسيب العملاقة التي يمكن إعادة تشغيلها حسب الطلب، والتي تميل أيضًا إلى العمل بمعدلات استخدام أعلى بكثير)، يُولى اهتمام أكبر لميزات توفير الطاقة ، مثل سرعة الساعة المتغيرة والقدرة على إيقاف تشغيل أجزاء الكمبيوتر، وأجزاء المعالج، وأجهزة الكمبيوتر بأكملها ( WoL والافتراضية ) حسب الطلب دون التأثير على الخدمات. تُعد الشبكة التي تربط الخوادم في مزرعة الخوادم أيضًا عاملًا أساسيًا في الأداء العام، خاصةً عند تشغيل التطبيقات التي تعالج كميات هائلة من البيانات. [ 3 ]

الأداء لكل واط

تُعدّ معايير EEMBC EnergyBench و SPECpower و TPC-Energy التابعة لمجلس أداء معالجة المعاملات معايير مصممة للتنبؤ بالأداء لكل واط في مزرعة خوادم. [ 4 ] [ 5 ] يمكن قياس الطاقة المستهلكة لكل رف من المعدات عند وحدة توزيع الطاقة . تتضمن بعض الخوادم أجهزة تتبع الطاقة، ما يُمكّن القائمين على تشغيل مزرعة الخوادم من قياس الطاقة المستهلكة لكل خادم. [ 6 ] يمكن الإبلاغ عن الطاقة المستهلكة لمزرعة الخوادم بأكملها من حيث فعالية استخدام الطاقة أو كفاءة البنية التحتية لمركز البيانات .

تشير بعض التقديرات إلى أنه مقابل كل 100 واط تُستهلك لتشغيل الخوادم، يلزم حوالي 50 واط إضافية لتبريدها. [ 7 ] ولهذا السبب، يُعدّ موقع مزرعة الخوادم بنفس أهمية اختيار المعالج لتحقيق كفاءة الطاقة. تقوم أيسلندا ، التي تتمتع بمناخ بارد طوال العام، بالإضافة إلى إمدادات كهرباء حرارية أرضية رخيصة وخالية من الكربون ، ببناء أول موقع رئيسي لاستضافة مزرعة خوادم. [ 7 ] ويجري مدّ كابلات الألياف الضوئية من أيسلندا إلى أمريكا الشمالية وأوروبا لتمكين الشركات هناك من وضع خوادمها في أيسلندا. وتسعى دول أخرى ذات ظروف مواتية، مثل كندا، [ 8 ] وفنلندا، [ 9 ] والسويد، [ 10 ] وسويسرا ، [ 11 ] إلى جذب مراكز بيانات الحوسبة السحابية. في هذه الدول، يمكن تصريف الحرارة المنبعثة من الخوادم بتكلفة منخفضة أو استخدامها للمساعدة في تدفئة المباني، مما يقلل من استهلاك الطاقة لأجهزة التدفئة التقليدية. [ 8 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ميتراني، عيسى (يناير 2013). "إدارة الأداء واستهلاك الطاقة في مزرعة خوادم". حوليات بحوث العمليات . 202 (1): 121-122 . doi : 10.1007/s10479-011-0932-1 . S2CID 12276102 . 
  2. ^ "لويز أندريه باروسو" . Barroso.org. دوى : 10.2200/S00193ED1V01Y200905CAC006 . تم الاسترجاع 2012/09/20 .{{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal=
  3. نورمحمدبور، محمد؛ راغافيندرا، كوليجي (16 يوليو 2018). "التحكم في حركة البيانات في مراكز البيانات: فهم التقنيات والمفاضلات" . مجلة IEEE للمسح والدروس التعليمية في مجال الاتصالات . 20 (2): 1492-1525 . arXiv : 1712.03530 . doi : 10.1109 /COMST.2017.2782753 . S2CID 28143006 . 
  4. "شركة TPC تصف معيار كفاءة استهلاك الطاقة القادم للخوادم - Server Farming" . Itknowledgeexchange.techtarget.com. ١٩ فبراير ٢٠٠٩. مؤرشف من الأصل في ٢٠ فبراير ٢٠١٢. تم الاطلاع عليه في ٢٠ سبتمبر ٢٠١٢ .
  5. "شركة TPC تُركز على معايير استهلاك الطاقة والافتراضية" . Searchdatacenter.techtarget.com. 2008-11-06. مؤرشف من الأصل في 2009-09-30 . تم الاطلاع عليه في 2012-09-20 .
  6. ريتش ميلر، 1 أبريل 2009 (2009-04-01). "نظام UPS عالي الكفاءة يُحسّن من فعالية استخدام الطاقة (PUE) لدى جوجل" . Data Center Knowledge . تاريخ الاسترجاع: 2012-09-20 .{{cite web}}: صيانة CS1: الأسماء الرقمية: قائمة المؤلفين ( رابط )
  7. 1 2 "أيسلندا تتطلع لخدمة العالم" . بي بي سي نيوز . 9 أكتوبر 2009. تاريخ الاسترجاع: 15 أكتوبر 2009 .
  8. 1 2 "الجبهة الباردة: هل يمكن لكندا أن تلعب دورًا رائدًا في مجال الحوسبة السحابية؟" . ChannelBuzz.ca. 2010-12-08 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2012-09-20 .
  9. "فنلندا - الخيار الأول لإنشاء مركز بيانات الحوسبة السحابية الخاص بك" . Fincloud.freehostingcloud.com. 2010-12-08 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2012-09-20 .
  10. أُرشف بتاريخ 19 أغسطس 2010 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
  11. ويلاند، ماثيو (30 يونيو 2010). "خوادم سويسرية محايدة للكربون تصل إلى الحوسبة السحابية" . GreenBiz.com . تاريخ الاسترجاع: 20 سبتمبر 2012 .