Star Wars e i carichi di lavoro virtualizzati

I primi film della saga di Star Wars mostravano tecnologie futuribili e facevano riferimento continuo al “potere della Forza”. L’ultimo episodio, che evoca proprio il risveglio di quella forza, ha offerto lo spunto al ceo di DataCore Software, George Teixeira, per riflettere sui  progressi fatti effettivamente dall'IT. Molte delle trovate immaginate da George Lucas sono diventate realtà, nota Teixeira, soprattutto grazie alla Legge di Moore e alla crescente potenza derivante dalla rivoluzione dei microprocessori.

Il parallelo della virtualizzazione
Software per la virtualizzazione dei server come VMware, dice ancora il ceo di DataCore, hanno portato a radicali riduzioni di costi, aumenti della produttività e a velocità di clock delle CPU sempre più rapide. Oggi i microprocessori sono pervasivi, presenti in PC, portatili, smartphone e dispositivi intelligenti. Il completo sfruttamento della potenza promessa dall’utilizzo parallelo di molti microprocessori è però ancora lontano e l’I/O continua a essere il principale collo di bottiglia prestazionale che impedisce al settore di compiere una nuova rivoluzione nel consolidamento, nelle prestazioni e nella produttività.
Il limite dell'I/O

L’informatica virtuale è però ancora limitata dall’I/O. Si chiede Teixeira: come è possibile che con elaborazione multi-core, app virtualizzate, abbondante RAM e grandi quantità di flash si debbano ancora fare i conti con macchine virtuali affamate di I/O mentre molti processori rimangono inattivi? È certamente possibile far girare diversi carichi di lavoro indipendenti allo stesso tempo su un unico server utilizzando risorse di memoria e CPU separate, ma è lì che secondo il ceo cominciano i problemi. I molti carichi di lavoro in fase di elaborazione generano richieste di I/O in concorrenza tra loro, mentre un solo core è incaricato dell’elaborazione I/O. Questo limite architetturale soffoca le prestazioni applicative. Invece di avere un server che svolge grandi quantità di lavoro, l’IT è costretta ad aggiungere più server e più rack per superare i colli di bottiglia dell’I/O, e questa tendenza va contro “le riduzioni di costi e gli aumenti della produttività” che sono il fulcro della virtualizzazione.

Multicore apparente

Ciò che accade nella realtà è che poche VM che girano simultaneamente su processori multi-core si occupano di incredibili volumi di lavoro e contemporaneamente ingolfano il solo processore impegnato nell’I/O seriale. E invece di una marea di lavoro eseguito, emerge un rivolo di I/O. Nell’IT, per Teixeira, si ha quindi la stessa sensazione che provano i ragazzi cresciuto guardando Star Wars, che si chiedono dove sono le loro astronavi e quando potranno viaggiare alla velocità della luce.

Pro domo sua

La riflessione di Teixeira si spinge quindi a evidenziare la tecnologia Parallel I/O, che lascia fluire il traffico virtualizzato senza rallentamenti. L'architettura di I/O parallelo software-defined - dice il ceo - fa ottenere il massimo dalle odierne infrastrutture di elaborazione multi-core/parallele: sfruttando il software per gestire l’elaborazione I/O tramite molti core differenti allo stesso tempo, si eliminano i colli di bottiglia dell’I/O e si raggiungono nuovi livelli di riduzione dei costi e di aumento della produttività.

Forza e controllo

Il software di DataCore, spiega Teixeira, tiene monitorato il carico di I/O generato da VM concorrenti tra loro, adattandosi e rispondendo dinamicamente con l’assegnazione di un numero adeguato di core per elaborare il traffico in entrata e uscita. In questo modo le VM non si trovano più ad attendere che un flusso di I/O seriale si renda disponibile. E se i carichi di lavoro I/O diventassero più leggeri, i core delle CPU sarebbero pronti a svolgere maggiori quantità di attività di calcolo. Questo risolve non solo gli attuali problemi di prestazioni degli ambienti virtualizzati multi-core, ma aumenta anche la potenziale densità di VM per ogni server fisico. Questo si traduce in un minor numero di server o di rack e quindi in meno spazio occupato, minori consumi e riduzione del raffreddamento.

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