From Chisato Horiuchi in Tokyo, Japan
Bên trong các máy chủ ngày nay, nhiều loại phần mềm đang chạy ngoài phần mềm (HĐH) và ứng dụng cơ bản. Nó là chương trình cơ sở được tích hợp vào các bộ phận như ổ đĩa, thẻ giao diện, cảm biến và quạt. Hiện tại, thông số kỹ thuật phần sụn khác nhau đối với từng bộ phận và nhà sản xuất, nhưng Google đang cố gắng thống nhất chúng.
Trong nhiều năm, các "hyperscalers" như các nhà khai thác Google và Facebook Meta và Microsoft, tức là các nhà khai thác các trung tâm dữ liệu siêu lớn, đã tự phát triển máy chủ, lưu trữ, thiết bị mạng, v.v., và Đài Loan đã được sản xuất bởi ODM (Nhà sản xuất thiết kế gốc) các công ty như.
Trong những năm gần đây, các thông số kỹ thuật của phần cứng như máy chủ và thiết bị mạng được phát triển bởi hyperscalers đã được tiêu chuẩn hóa. Giai đoạn này là "Dự án Máy tính Mở (OCP)", ra đời vào năm 2011 theo sáng kiến của Meta.
Google, Microsoft, Apple, v.v. đang tham gia OCP. Không chỉ các thông số kỹ thuật phần cứng và bản thiết kế được phát triển bởi mỗi công ty được công bố dưới dạng mã nguồn mở, mà người phụ trách của mỗi công ty sẽ thảo luận tại OCP và tạo ra các thông số kỹ thuật mới.
Trước đây, các thông số kỹ thuật phần cứng như máy chủ do nhà cung cấp CNTT (công nghệ thông tin) bên bán quyết định. Hyperscaler, hiện là phía người mua, đã bắt đầu xác định các thông số kỹ thuật thông qua OCP.
Nếu một nhà cung cấp CNTT sản xuất phần cứng theo các thông số kỹ thuật của OCP, thì sẽ có thể có được phần cứng với các thông số kỹ thuật mà công ty muốn mà không cần phải tự phát triển. Đó là "lý tưởng" mà người tăng cường hướng tới.
Phần sụn rời rạc là một nguồn rắc rối
Tuy nhiên, tại thời điểm này, thực tế là nó còn xa lý tưởng. "Rất khó để mua phần cứng OCP." Giám đốc kỹ thuật phần mềm của Google Sylvius Ruth, người đã đứng trên sân khấu tại Hội nghị thượng đỉnh toàn cầu OCP tổ chức tại San Jose, California vào tháng 11 năm 2009, thú nhận:
Ruth nói: “Rất khó để tích hợp phần cứng (bắt buộc đối với các trung tâm dữ liệu của Google) chỉ dựa trên các thông số kỹ thuật.
Điều đó có nghĩa là gì? Google có các yêu cầu khác nhau như bảo mật, khả năng quản lý và độ bền đối với các máy chủ được sử dụng trong trung tâm dữ liệu của mình. Tuy nhiên, các thông số kỹ thuật phần cứng được xác định bởi OCP không thể bao gồm tất cả các yêu cầu mà Google yêu cầu. Do đó, thực tế là bản thân Google hiện đang xác minh xem các bộ phận khác nhau có đáp ứng các yêu cầu của riêng mình hay không.
Và theo Ruth, các thông số kỹ thuật phần sụn khác nhau cho từng phần của các máy chủ ngày nay cản trở công việc xác minh.
Máy chủ bao gồm các bộ phận khác nhau như ổ đĩa như ổ trạng thái rắn (SSD), thẻ giao diện, các cảm biến khác nhau đo nhiệt độ, thiết bị cấp nguồn và thiết bị làm mát, tập trung vào bo mạch chủ. Phần sụn điều khiển được cài đặt trong các bộ phận này, nhưng các thông số kỹ thuật khác nhau tùy theo bộ phận và nhà sản xuất.
Đối với Google, người dùng máy chủ, việc không có khả năng tự do kiểm soát và tùy chỉnh phần sụn là một nguyên nhân đáng lo ngại.
Nếu các thông số kỹ thuật có thể được thống nhất, việc kiểm tra có thể được tự động hóa.
"Nếu có các thông số kỹ thuật mở cho phần mềm cơ sở và phần mềm tham chiếu phần sụn (có thể được sử dụng với bất kỳ thành phần nào), việc kiểm tra phần cứng sẽ dễ dàng hơn." Ruth của Google giải thích như vậy.
Nếu các thông số kỹ thuật phần sụn được công bố và thống nhất, sẽ có thể phát triển phần mềm kiểm tra tính bảo mật và khả năng quản lý của phần cứng và các bài kiểm tra khác nhau có thể được phần mềm tự động hóa.
Đó không phải là lợi ích duy nhất. "Hyperscaler sẽ có thể thể hiện các yêu cầu phần cứng của họ như một bài kiểm tra và các nhà sản xuất phần cứng sẽ có thể sử dụng bài kiểm tra này để xác minh trước rằng phần cứng đáp ứng các yêu cầu của hyperscaler." Việc xác minh mà Google hiện đang thực hiện có thể được để cho nhà cung cấp CNTT.
Dựa trên ý tưởng này, Google đã bắt đầu sáng kiến "DC-Stack" để chuẩn hóa các thông số kỹ thuật phần sụn khác nhau của các bộ phận máy chủ tại OCP vào năm 2009.
Trên thực tế, Google từ lâu đã làm việc để phát hành một số phần sụn trên máy chủ của mình dưới dạng phần mềm nguồn mở (OSS) và hỗ trợ phát triển phần sụn OSS hiện có.
Với "Khởi động Linux" nhận ra phần sụn tương đương với BIOS (Bios) và UEFI được lưu trữ trên bo mạch chủ bởi Linux (Linux), "OpenBMC" là OSS của bộ điều khiển quản lý bảng cơ sở (BMC) và các thông số kỹ thuật giao diện quản lý máy chủ. " Cá đỏ ”.
Tại Hội nghị thượng đỉnh toàn cầu OCP, Google đã tiết lộ sự thật rằng họ đang phát triển một phần sụn "SmartFTL" cho SSD. Trong tương lai, chúng tôi sẽ không chỉ phát triển phần sụn riêng lẻ mà còn chuẩn hóa các thông số kỹ thuật phần sụn của tất cả các thành phần máy chủ trong DC-Stack.
Xác định lại các mô-đun máy chủ
Đồng thời, Google đang cố gắng xác định lại từng thành phần của máy chủ chạy chương trình cơ sở dưới dạng mô-đun thông qua OCP. Nền tảng là các loại bộ phận máy chủ đang tăng lên ở đây.
Trong những năm gần đây, Google và Microsoft, chẳng hạn, đã bắt đầu cài đặt chip bảo mật của riêng họ trong máy chủ của họ. Chip bảo mật này ngăn chặn việc giả mạo quá trình khởi động của hệ điều hành máy chủ và ngăn chặn việc giả mạo hệ điều hành, chương trình cơ sở, chip, v.v.
Ngoài ra, Google và Microsoft đã bắt đầu giảm tải quá trình xử lý liên quan đến mạng và xử lý liên quan đến lưu trữ được thực thi bởi CPU máy chủ (đơn vị xử lý trung tâm) xuống chip của riêng họ. Các chip chuyên dụng như vậy được gọi là "SmartNIC", "IPU (Bộ xử lý cơ sở hạ tầng)", "DPU (Bộ xử lý dữ liệu)", v.v.
Google cho rằng cần phải xác định lại mô-đun máy chủ để thêm các thành phần mới như chip bảo mật và SmartNIC vào máy chủ. Do đó, vào năm 2019, OCP đã xây dựng công thức "DC-SCM", là đặc điểm kỹ thuật mô-đun máy chủ được trang bị chip bảo mật. Năm 2009, Google và Microsoft bắt đầu vận hành các máy chủ được trang bị các mô-đun với thông số kỹ thuật DC-SCM trong trung tâm dữ liệu của riêng họ.
Chúng tôi cũng đang xác định lại các mô-đun khác. Chúng bao gồm mô-đun "DC-HPM" gắn CPU và bộ nhớ máy chủ, mô-đun giao diện "DC-XPI" kết nối các thiết bị ngoại vi và mô-đun cấp nguồn "DC-PM". DC-Stack là một đặc điểm kỹ thuật phần sụn chung cho các mô-đun này và Google đang phát triển "Hyperstack" như một triển khai phần mềm hỗ trợ DC-Stack.
Từ định nghĩa phần mềm đến kỷ nguyên của chip chuyên dụng
Chi của Google tại Hội nghị thượng đỉnh toàn cầu OCP
