Čo je serverová farma?

Výkon spracovania je kľúčom k výkonu softvéru. Veľký skok vo výkone si pravdepodobne rýchlo všimnete pri prechode na nový počítač z niekoľkoročného. Moorov zákon popisuje, že počet tranzistorov v CPU sa zdvojnásobuje zhruba každé dva roky od prvého vynájdenia CPU. To viedlo k neustálemu zvýšeniu výpočtového výkonu, čo vedie k pravidelnému cyklu aktualizácie.

Napriek vysokému výkonu súčasného špičkového počítača je veľa úloh jednoducho príliš veľa na to, aby ich jeden počítač zvládol v primeranom časovom rámci. Našťastie väčšina z týchto úloh neovplyvňuje priemerného domáceho používateľa alebo dokonca mnoho štandardných kancelárskych úloh. Špecializované profesionálne pracovné záťaže sú však miestom, kde začnete hľadať tieto druhy úloh.

Jednou z možností, ako to zvládnuť, by bolo pridelenie príslušných ľudí k výkonnejším počítačom vyššej kategórie. Táto stratégia je však drahá a v mnohých prípadoch by nemala žiadny význam, pretože požiadavky na spracovanie sú jednoducho príliš vysoké.

Serverové farmy sú ďalšou možnosťou, ako sa snažiť vtesnať stále viac výkonu do osobného zariadenia, mať jedno zariadenie na relevantného zamestnanca a stále nemajú potrebný výkon. Serverová farma v podstate outsourcuje výkon spracovania. V tomto prípade to znamená mať veľa serverov zoskupených spolu, ktoré vykonávajú náročné úlohy spracovania pridelené serverovej farme zamestnancom. Úlohy spracovania sa potom prenesú na servery.

Kľúčové vlastnosti a výhody serverových fariem

Definujúcim faktorom serverovej farmy je, že už nie ste obmedzení na jedno zariadenie vykonávajúce spracovanie. Namiesto toho je výkon spracovania poskytovaný desiatkami, stovkami alebo dokonca tisíckami serverov, ktoré sú všetky zoskupené v klastri.

Samotné servery sú zvyčajne umiestnené v serverovej miestnosti alebo dátovom centre. Tu môžu byť nakonfigurované s vysokorýchlostným pripojením medzi sebou a vysokorýchlostným sieťovým pripojením, aby prijali pracovné zaťaženie, ktoré sa má spracovať, a odovzdali dokončené pracovné zaťaženie späť v správnom čase.

Starostlivým riadením skutočného výkonu všetkých serverov je možné vyladiť celkový výkon tak, aby bol dosiahnutý za rozumnú cenu. Servery sú vo všeobecnosti spustené 24 hodín denne, 7 dní v týždni, aj keď v závislosti od pracovného zaťaženia to nemusí byť dosiahnuteľné. Beh za každých okolností na maximálny výkon spotrebuje veľa energie. Znamená to tiež, že je potrebné veľké chladenie, ktoré vyžaduje ešte viac energie. Mnoho serverových fariem môže pracovať pod svojim maximálnym výkonom, aby dosiahli vysoký pomer výkonu na watt.

Serverová farma je veľká skupina serverov, ktoré spoločne spracúvajú veľké pracovné zaťaženie. Zvyčajne sa nachádzajú v serverových miestnostiach alebo dátových centrách.

Podtypy a variácie

V úlohách vývoja kódu je potrebné, aby boli aplikácie pred spustením skompilované. Tento proces kompilácie je veľmi náročný na procesor a vo veľkých aplikáciách môže trvať hodiny. Serverová farma môže pomôcť skrátiť čas kompilácie tým, že ponúka vyšší výkon, než je možné v jednom počítači. Serverové farmy môžu tiež bežať 24 hodín denne, 7 dní v týždni, čo vývojárom umožňuje zaradiť proces kompilácie do frontu, ktorý sa spustí cez noc, pričom budú môcť vypnúť svoje vlastné počítače. Serverové farmy používané výhradne na kompiláciu softvéru môžu byť známe ako kompilačné farmy.

V úlohách počítačovej grafiky môže byť čas vykresľovania často dlhý. Toto nie je veľký problém pre statické obrázky, aj keď to môže chvíľu trvať. Vykresľovanie videa môže trvať dlho, najmä pri filmoch triedy kino. Nielenže sú scény neuveriteľne zložité, ale majú aj vysoké rozlíšenie a je ich veľa, pretože za sekundu je potrebných veľa snímok. Serverové farmy určené na úlohy vykresľovania môžu byť známe ako farmy vykresľovania.

Medzi serverovou farmou a superpočítačom je veľmi malý rozdiel. Obidva sú rozsiahlou kolekciou serverov navrhnutých tak, aby spolupracovali pri vykonávaní úlohy. Medzi týmito dvoma neexistuje jasný definujúci rozdiel. Historicky superpočítače používali hardvér na špeciálne účely. Súčasným trendom v superpočítačoch je však používanie viac štandardných serverových komponentov.

Zamračená budúcnosť

Serverové farmy sú drahé. Sú hladní po energii, potrebujú veľa chladenia a potrebujú infraštruktúru dátových centier. Zriadenie serverových fariem je tiež nákladné s vysokými počiatočnými nákladmi na hardvér. Aby to bolo ešte horšie, čelia pravidelnému zastarávaniu. V odvetví špičkových dátových centier sa vo všeobecnosti tvrdí, že 7-ročné dátové centrum je zastarané. Počas tohto krátkeho času sa pracovné zaťaženie môže zvýšiť so zvyšujúcimi sa nárokmi na výkon.

Jediné skutočné riešenie na to ponúkajú hyperscalery. Hyperscalery sú obrovské technologické spoločnosti ako Google, Amazon a Microsoft, ktoré sú dostatočne veľké na vybudovanie a prevádzkovanie mnohých masívnych dátových centier. Tieto spoločnosti prenajímajú výpočtový výkon svojich dátových centier ako cloudovú platformu. Tento prístup je často virtualizovaný.

Ide o to, že namiesto platenia za nákup a prevádzku hardvéru si jednoducho prenajmete prístup k tomu, čo potrebujete – keď to potrebujete. To má každoročný rozpočtový faktor, že nemá žiadne vysoké, opakujúce sa počiatočné náklady. Namiesto toho jednoducho platíte za to, čo používate. Užitočné je, že nie ste obmedzení ani len na jedno nastavenie hardvéru. Predpokladajme, že máte malú, relatívne nie naliehavú pracovnú záťaž. V takom prípade ho môžete jednoducho nakonfigurovať tak, aby fungoval na menšom a – kriticky – lacnejšom virtuálnom serveri. Ide to aj inak. Ak máte veľký alebo naliehavý projekt, môžete zaplatiť viac za ešte väčšiu virtuálnu inštanciu, aby ste mali väčší výpočtový výkon na dokončenie skôr.

V skutočnosti cloudové služby ponúkajú oproti serverovým farmám niekoľko presvedčivých výhod. Jediným potenciálnym problémom sú náklady, ktoré ako komerčná služba môžu byť na jednotku spracovania vyššie ako náklady na lokálnu serverovú farmu. Stojí za zmienku, že hyperscalery ťažia z úspor z rozsahu, ktoré sa premietajú do ich cien.

Záver

Serverová farma je súbor serverov, zvyčajne umiestnených v serverovej miestnosti alebo dátovom centre, na ktoré sa prideľujú úlohy vyžadujúce veľa výpočtového výkonu. To poskytuje niekoľko výhod vrátane vysokého výkonu a nepretržitej prevádzky. Cloudové služby od hyperscalerov sú hlavnou konkurenčnou možnosťou. Ponúkajú niekoľko presvedčivých výhod, vrátane nedostatku počiatočných nákladov na hardvér a flexibility pomeru cena/výkon podľa úlohy.