Ферма серверов или кластер серверов — это набор компьютерных серверов , обычно поддерживаемых организацией для обеспечения функциональности сервера, намного превосходящей возможности одной машины. Они часто состоят из тысяч компьютеров, которым требуется большое количество энергии для работы и поддержания охлаждения. При оптимальном уровне производительности ферма серверов имеет огромные финансовые и экологические затраты. [1] Они часто включают резервные серверы, которые могут взять на себя функции основных серверов, которые могут выйти из строя. Фермы серверов обычно размещаются вместе с сетевыми коммутаторами и/или маршрутизаторами , которые обеспечивают связь между различными частями кластера и пользователями кластера. «Фермеры» серверов обычно монтируют компьютеры, маршрутизаторы, блоки питания и связанную с ними электронику на 19-дюймовых стойках в серверной комнате или центре обработки данных .
Серверные фермы обычно используются для кластерных вычислений . Многие современные суперкомпьютеры состоят из гигантских серверных ферм высокоскоростных процессоров, соединенных либо Ethernet , либо пользовательскими соединениями, такими как Infiniband или Myrinet . Веб-хостинг является распространенным использованием серверной фермы; такая система иногда в совокупности называется веб-фермой . Другие области применения серверных ферм включают научное моделирование (например, вычислительная гидродинамика ) и рендеринг трехмерных компьютерных изображений (см. рендер-ферма ). [2]
Серверные фермы все чаще используются крупными предприятиями вместо или в дополнение к мэйнфреймам . В крупных серверных фермах отказ отдельной машины является обычным явлением: крупные серверные фермы обеспечивают избыточность , автоматическое переключение на резерв и быструю перенастройку серверного кластера.
Производительность крупнейших серверных ферм (тысячи процессоров и более) обычно ограничивается производительностью систем охлаждения центра обработки данных и общей стоимостью электроэнергии, а не производительностью процессоров. [3] Компьютеры в серверных фермах работают круглосуточно и потребляют большое количество электроэнергии. По этой причине критическим параметром проектирования как для больших, так и для непрерывных систем, как правило, является производительность на ватт, а не стоимость пиковой производительности или (пиковая производительность / (единица * начальная стоимость)). Кроме того, для систем высокой доступности , которые должны работать круглосуточно и без выходных (в отличие от суперкомпьютеров, которые могут быть включены и выключены по требованию, а также, как правило, работают с гораздо более высокой загрузкой), больше внимания уделяется функциям энергосбережения, таким как переменная тактовая частота и возможность отключения как частей компьютера, так и частей процессора и целых компьютеров ( WoL и виртуализация ) в соответствии с требованиями без отключения служб. Сеть, соединяющая серверы в серверной ферме, также является существенным фактором общей производительности, особенно при запуске приложений, обрабатывающих огромные объемы данных. [4]
EEMBC EnergyBench , SPECpower и Transaction Processing Performance Council TPC-Energy — это тесты, разработанные для прогнозирования производительности на ватт в серверной ферме. [5] [6] Мощность, потребляемая каждой стойкой оборудования, может быть измерена в блоке распределения питания . Некоторые серверы включают в себя оборудование для отслеживания мощности, поэтому люди, управляющие серверной фермой, могут измерять мощность, потребляемую каждым сервером. [7] Мощность, потребляемая всей серверной фермой, может быть представлена в терминах эффективности использования мощности или эффективности инфраструктуры центра обработки данных .
По некоторым оценкам, на каждые 100 Вт, затрачиваемых на работу серверов, требуется примерно еще 50 Вт для их охлаждения. [8] По этой причине размещение серверной фермы может быть столь же важным, как и выбор процессора для достижения энергоэффективности. Исландия , имеющая холодный климат круглый год, а также дешевую и углеродно-нейтральную геотермальную электроэнергию , строит свою первую крупную площадку для хостинга серверной фермы. [8] Волоконно-оптические кабели прокладываются из Исландии в Северную Америку и Европу , чтобы позволить компаниям там размещать свои серверы в Исландии. Другие страны с благоприятными условиями, такие как Канада, [9] Финляндия, [10] Швеция [11] и Швейцария, [12] пытаются привлечь центры обработки данных облачных вычислений. В этих странах тепло от серверов можно дешево выводить или использовать для обогрева зданий, тем самым снижая потребление энергии обычными обогревателями. [9]
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )