新一代數據中心架構3.0發布了 你造嗎？

編者按：7月23日，華為香農實驗室面向全球發布了數據中心（Data Center）3.0架構白皮書，意在指出現有數據中心應對未來大數據處理面臨一系列挑戰，包括PB/S的實時數據處理，按需動態資源分配及調整，大規模系統的能效提升等。

隨著大數據時代的到來，數據中心里越來越多的設備需要處理大數據任務，所以下一代數據中心將要具備處理PB/s級的數據能力以確保計算、存儲和網絡的高吞吐量，適應多變的資源需求，全天候保證大型服務覆蓋范圍，并支持高并發訪問以及快速部署和資源配置等能力。

大數據時代為數據中心帶來的需求

據了解，數據中心經過十年來的演變，已從最初的數據中心1.0（緊密耦合的服務器）進化到數據中心2.0（軟件虛擬化）時代，雖然數據中心2.0中的DCS系統可以讓數據處理能力有顯著的提高，但由于其局限性、吞吐量、資源利用、可管理性和能源效率的表現，未能滿足大數據時代的需求。因此，為滿足時下大數據的需求，CSDN記者注意到華為本周針對數據中心發布3.0架構和白皮書。其中，在白皮書里提到，數據中心架構3.0具備了以下幾個特點：

數據中心演變史

面向大數據：數據中心3.0的設計概念不同于傳統數據中心的集散控制系統。基于數據中心3.0架構會提供優化快速的傳輸機制，海量數據的高度并行處理，讓大數據分析應用具備不同的特點。

對任務的變化，適應：隨著資源需求的變化為大數據分析應用帶來了發展。為此，應用程序的資源使用的優先需要也將會不同。數據中心3.0對大數據任務的變化和適應具備著很高的高靈敏度。

智能管理：數據中心3.0涉及到大量的硬件資源和高密度計算，需要更高的智能化管理。此外，服務水平協議（SLA）在數據中心復雜的計算里，也需要低開銷的自我運行的管理解決方案。

高擴展性：大數據的應用程序需要在DCS系統中以高吞吐量低延遲的環境下訪問。在同一時間里，高密度的數據通過DCS系統被納入到數據中心里，所以需要足夠的處理能力。

開放的，基于標準和靈活的服務層：由于存儲UI存在于不用的協議層上，往往企業的IO沒有統一的動態資源管理，結果導致無法動態的分配資源。另外，基于抽象和分層的一般原則，開放和面向服務架構（SOA）標準已被證明是有效的，使各種規模的企業和開發企業應用程序進行集成，來匹配日益增長的業務和技術不斷進步的需求而設計。而軟件定義的網絡（SDN）也在幫助如谷歌等行業巨頭提高網絡資源的利用率證明數據中心集中資源優化調度。

為了滿足以上需求，使DCS系統具備充分處理大數據的能力，華為向業界展示了一種新的高吞吐量數據中心架構――HTC-DC。HTC-DC基于資源分解，界面統一互聯合自上而下的優化軟件棧，促使加速數據操作及輕松的數據管理。

HTC-DC體系結構

HTC-DC將硬件資源組成不同的池，并相互接連在一起。管理平面通過數據中心操作系統提供數據中心水平的監測和協調（OS），而相關的數據訪問操作主要在數據平面進行。在管理層面，集中資源管理中心（RMC）對相關任務進行全球資源協調，智能管理功能，如負載平衡，SLA保證等。

htc-dc硬件體系結構

另外，HTC-DC里每個計算節點可運行多個類型處理器（如：x86，ARM，Atom和Power等）用于處理多樣化的數據。在內存節點采用混合存儲池，如DRAM和非易失性存儲器（NVM）來優化高通量的訪問。在I / O池，一般用途的擴展（GPU的大規模擴展，外部存儲，網絡等）可以通過每個節點的I / O端口支持不同類型的負載，而且每個節點都配備一個云控制器可用于不同類型的節點上進行多元化管理。

值得一提的是，為了提高計算密度、增強數據吞吐量和降低通信延遲，HTC-DC含有初始化數據處理單元，采用基于多核架構的輕量級的核心，異構三維堆疊并通過硅通孔（TSV）技術。

多核處理單元

在HTC-DC，DPU可以作為主要的計算組件，其基本要素是處理器DPU模具（POD），其中包括NOC，內嵌NVM，重/輕核集群和計算加速器。

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