Google tiết lộ về máy chủ siêu hạng sau 9 năm che dấu

Lần đầu tiên trong lịch sử, Google vén bức màn bí mật về loại server được họ thiết kế từ năm
2005. Nhưng những hình ảnh đầu tiên được công bố vào ngày 1/4 khiến
nhiều người không khỏi nghi ngờ. Mãi đến vài hôm trước, những thước
phim trên YouTube đã khẳng định tất cả là sự thật.




Hầu hết các công ty thường mua các máy chủ từ các hãng cung cấp như
Dell, HP, IBM hay Sun. Tuy nhiên Google thì lại khác, hãng này có đến
hàng trăm nghìn máy chủ nhưng họ lại coi đó chính là vấn đề trung tâm
và tự thiết kế cũng như tạo ra các máy chủ đó. Ben Jai, một chuyên gia
đã thiết kế nhiều máy chủ của Google, đã tiết lộ một máy chủ Google mới
trước con mắt của rất đông khán giả mong muốn thông tin này.
Thiết kế tối ưu
Sự
ngạc nhiên lớn của Google: Mỗi một máy chủ đều có pin 12 V dùng riêng
nếu có vấn đề nào đó xảy ra với nguồn điện cung cấp chính. Công ty cũng
tiết lộ rằng ngay từ năm 2005, các trung tâm dữ liệu của họ đã được cấu
thành từ những công-ten-nơ vận chuyển chuẩn, mỗi cái chứa cho 1.160 máy
chủ và cung cấp công suất lên đến 250 KW.
“Nó là một dự án Manhattan của chúng tôi”, Jai đã nói về thiết kế như vậy.
Google rất quan tâm đến hiệu quả sử dụng năng lượng và giờ đây đang
chia sẻ những kinh nghiệm của họ với toàn bộ thế giới. Với tình trạng
suy thoái về kinh tế toàn cầu, sức ép từ ngân khố trong các hoạt động,
vấn đề liên quan đến môi trường, giá cả năng lượng và sự thúc ép ngày
càng tăng dần thì đây chính là thời gian chín muồi cho việc Google công
bố rộng rãi thông tin này, Urs Hoelzle, phó chủ tịch của Google phát
biểu.
“Không có quá nhiều lợi ích trong việc cố thuyết giáo nếu mọi người không quan tâm với vấn đề đó.”
Công ty cũng tập trung vào các vấn đề với trung tâm dữ liệu như việc
phân phối công suất, làm mát, điều hòa không khí. Các trung tâm dữ liệu
của Google hiện đã đạt đến các mức hiệu quả cao mà Ủy ban bảo vệ môi
trường hy vọng sẽ đạt được vào năm 2011 bằng các công nghệ tiên tiến.
“Chúng tôi đã thực hiện được điều đó vào lúc này bằng cách áp dụng các
hành động tốt nhất cùng với đó là một số cách tân”, Malone, người thiết
kế trung tâm dữ liệu, cho biết.

Vấn đề với pin

Tại sao phương pháp pin lại có ý nghĩa đến vậy? Tài chính.
Các trung tâm dữ liệu điển hình thường dựa vào các UPS để duy trì cho
hệ thống khi nguồn cấp chính bị lỗi và trước khi máy phát điện có đủ
thời gian để kích hoạt. Việc xây dựng pin kèm theo máy chủ sẽ rẻ hơn,
và các chi phí phù hợp trực tiếp với số lượng máy chủ đang có, Jai nói.
Hiệu suất là một yếu tố tài chính khác. Các UPS lớn có thể đạt được 92%
đến 95% hiệu suất, có nghĩa có một số lượng lớn công suất vẫn bị lãng
phí. Các pin gắn kèm máy chủ bảo đảm được hiệu suất sử dụng hơn 99,9%.

Các máy chủ Google được thiết kế với bề dày 3,5 inch (2U, nói theo ngôn
ngữ của các trung tâm dữ liệu). Mỗi máy chủ có 2 CPU, 2 đĩa cứng, 8 khe
cắm bộ nhớ được gắn trên bo mạch chủ của Gigabyte. Google sử dụng các
bộ vi xử lý x86 của cả AMD và Intel.
Chi phí cộng dồn

Google điều hành một số lượng máy chủ khổng lồ, nên chi phí tăng nhanh chóng.
Năm 2005, họ đã đăng kí sáng chế về thiết kế pin đi kèm, “nhưng tôi
nghĩ chúng tôi sẽ sẵn lòng cấp phép cho các hãng”, Hoelzle nói.
Minh chứng khác cho Google với sự hiệu quả đến từ thiết kế nguồn cấp.
Nguồn thông thường có điện áp ra 5 VDC và 12 VDC. Các thiết kế của
Google chỉ cung cấp điện áp 12 VDC nên chỉ cần một số điều chỉnh nhỏ
trên bo mạch chủ. Điều đó tiêu tốn thêm 1-2 USD cho mỗi bo mạch, nhưng
rẻ hơn nhiều so với nguồn thông thường. Việc sử dụng cũng hiệu quả hơn,
vì nguồn luôn chạy với công suất tối đa, và điện áp 12 V truyền trên
dây đồng tốt hơn điện 5 V.
Google đã tiết lộ về các kết quả đạt
được khi đánh giá bằng chỉ tiêu PUE (hiệu quả sử dụng năng lượng). Giá
trị PUE = 1 có nghĩa là toàn bộ năng lượng được sử dụng cho tính toán.
PUE = 1,5 có nghĩa năng lượng cho các dịch vụ phụ chiếm 1/2 công suất
tính toán.

Các chỉ số PUE của Google là rất thấp, tuy nhiên công ty này vẫn cố
gắng tiếp tục giảm thấp hơn nữa chỉ số này trong tương lai. Trong quý
thứ ba của năm 2008, chỉ số PUE của Google là 1,21, nhưng sau đó được
hạ thấp xuống 1,20 vào quý thứ 4 và 1,19 vào quý đầu năm 2009, Malone
đã cho biết như vậy.
Một
đoạn trích từ video của Google cho thấy các công-ten-nơ của trung tâm
dữ liệu của hãng này. Cũng giống như các trung tâm dữ liệu thông
thường, các công-ten-nơ vận chuyển của Google có nền cao.

Công-ten-nơ vận chuyển
Mỗi
trung tâm dữ liệu của công ty gồm có các công-ten-nơ vận chuyển chuẩn
1AAA được đóng gói với 1.160 máy chủ. Nhiều công ty khác cũng sử dụng
trung tâm dữ liệu theo modul như vậy (Sun Microsystems và Rackable
Systems đều bán các sản phẩm này). Tuy nhiên Google đã bắt đầu sử dụng
chúng từ năm 2005.
Lời kết

Nói chung, những
lựa chọn của Google đều được thực hiện dựa trên một phân tích rộng về
sự chi phí có liên quan đến phần mềm, phần cứng và sự thuận tiện.
Hoelzle nói: “Ngay
từ đầu, đã có một sự nhấn mạnh về những chi phí cho mỗi truy vấn tìm
kiếm. Chúng tôi bắt buộc phải tập trung vào vấn đề, vì thu nhập trên
mỗi truy vấn là rất thấp”.
Quả thật, 10 năm trước đây, các vi
xử lí x86 là lựa chọn duy nhất. Bạn không thể sử dụng máy chủ lớn
(mainframe) vì chúng quá đắt.
Các slide được trình bày trong Hội nghị thượng đỉnh về Trung tâm dữ liệu hiệu quả của Google: 1/3, 2/3, 3/3.