Qu'est-ce que l'informatique basée sur la structure (FBC) ?

L'informatique basée sur la structure (FBC) est une approche architecturale qui intègre les ressources de calcul, de stockage et de réseau dans un système unifié via une interconnexion basée sur la structure à haut débit.

Qu'est-ce que le Fabric-Based Computing ?

L'informatique basée sur la structure est une architecture informatique modulaire qui découple les architectures informatiques traditionnelles. matériel des composants tels que processeurs, Mémoire, storageet les interfaces réseau, et les interconnecte via une infrastructure haut débit et à faible latence. Cette infrastructure sert de base à la communication entre les ressources, leur permettant d'être provisionnées, mutualisées et gérées dynamiquement selon les besoins.

Les systèmes FBC sont conçus pour surmonter les limites des systèmes fixes, serverinfrastructures basées sur le cloud en fournissant une plus grande flexcapacité, évolutivitéet l'efficacité des ressources. contrôle défini par logiciel et les technologies de virtualisation, FBC permet d'optimiser les charges de travail en fonction des demandes en temps réel, en prenant en charge l'agilité data center opérations et amélioration des performances globales.

FBC est particulièrement adapté aux environnements nécessitant une évolutivité rapide, tels que cloud, informatique haute performanceet les charges de travail d’entreprise à grande échelle.

Composants de l'informatique basée sur la structure

Voici les composants clés de l'informatique basée sur la structure, ainsi que des explications sur leurs rôles dans l'architecture :

• Nœuds de calcul. Il s'agit d'unités de traitement modulaires composées de CPU or GPU Sans être liés à un stockage local ou à des interfaces réseau spécifiques, ils se connectent à la structure et peuvent être affectés dynamiquement aux charges de travail en fonction des besoins de performance.
• Modules de mémoire. La mémoire est séparée des nœuds de calcul et mise à disposition sous forme de pool partagé via la structure. Cette désagrégation permet une plus grande flexibilité. flexmise à l'échelle de la mémoire et utilisation efficace sur plusieurs ressources de calcul.
• Systèmes de stockage. Dans FBC, le stockage est accessible via la structure plutôt que d'être attaché à des composants individuels. servers. Cette centralisation permet une meilleure gestion des données, la haute disponibilitéet un accès rapide à toutes les ressources de calcul.
• Interconnexion en tissu. La fabric est l'infrastructure de communication haut débit qui relie toutes les ressources désagrégées. Elle utilise généralement des technologies telles qu'InfiniBand, PCIe, Ethernet, ou des interconnexions propriétaires pour garantir un transfert de données à faible latence et à haut débit entre les composants.
• Modules d'interface réseau. Ils permettent d'accéder aux réseaux externes et de gérer le trafic entre la structure et les systèmes externes. Ils contribuent à acheminer efficacement les données entre les charges de travail distribuées et les clients externes. cloud prestations de service.
• Logiciel de gestion et d'orchestration. Cette couche logicielle coordonne tous les composants, permettant le provisionnement, la surveillance et la mise à l'échelle dynamiques des ressources. Elle comprend généralement des outils d'automatisation. Apiset un tableau de bord centralisé pour la gestion des charges de travail, des politiques et de la santé de l'infrastructure.
• Couche de virtualisation. La virtualisation abstrait le matériel physique et permet la mutualisation et l'isolation des ressources. Elle permet flexdéploiement possible de machines virtuelles, des conteneurs ou des charges de travail bare-metal sans être limité par des limites physiques.

Caractéristiques clés de l'informatique basée sur la structure

Voici les principales caractéristiques du FBC :

• Désagrégation des ressources. Le FBC sépare le calcul, la mémoire, le stockage et le réseau en pools de ressources indépendants. Chaque composant peut ainsi évoluer indépendamment et être alloué à la demande, améliorant ainsi l'utilisation et la performance. flexibilité par rapport aux méthodes traditionnelles server architectures.
• Interconnexion à haut débit. Une caractéristique centrale du FBC est l’utilisation d’une structure à haut débit et à faible latence (comme InfiniBand, PCIe, ou Ethernet avancé) qui connecte tous les composants désagrégés. Cela garantit une communication rapide entre les ressources, essentielle pour les performances et la réactivité.
• Allocation dynamique des ressources. Dans un environnement FBC, les ressources sont attribuées dynamiquement en fonction des besoins de la charge de travail. Les nœuds de calcul peuvent être provisionnés avec la quantité de mémoire, de stockage et de ressources nécessaire. bande passante nécessaires à tout moment, réduisant ainsi le surapprovisionnement et le gaspillage.
• Contrôle défini par logiciel. FBC s'appuie fortement sur des outils de gestion définis par logiciel pour orchestrer et automatiser le provisionnement, la mise à l'échelle et la surveillance des ressources. Cela permet un déploiement et une reconfiguration rapides des charges de travail sans intervention physique.
• Évolutivité et modularité. L'architecture permet une évolutivité transparente. De nouveaux modules de calcul, de stockage ou de mémoire peuvent être ajoutés à la structure sans perturber les opérations existantes, ce qui facilite l'évolution du système en fonction des besoins.
• Agilité de la charge de travail. Grâce à la mutualisation et à l'abstraction des ressources matérielles, les charges de travail peuvent être déplacées, dimensionnées ou rééquilibrées en temps réel sur l'ensemble de la structure. Cette agilité favorise cloud-applications natives, AI / ML traitement, et informatique haute performance.
• Tolérance aux pannes et résilience améliorées. La désagrégation et la mutualisation des ressources permettent une conception système plus résiliente. En cas de défaillance d'un composant, les charges de travail peuvent être redistribuées aux composants sains de la structure, améliorant ainsi la performance globale. disponibilité et réduire les temps d'arrêt.
• Prise en charge de l'infrastructure convergée. Le FBC est bien adapté aux systèmes convergés ou infrastructures hyperconvergées, où le calcul, le stockage et le réseau sont intégrés et gérés comme un système unique. Cela permet de rationaliser les opérations informatiques et de simplifier la gestion de systèmes disparates.

Comment fonctionne l'informatique basée sur la structure ?

L'informatique basée sur le tissu fonctionne en découplant les technologies traditionnelles server Composants (tels que le processeur, la mémoire, le stockage et le réseau) et interconnectés via une infrastructure à haut débit et faible latence. Au lieu de configurations matérielles fixes, FBC utilise un pool de ressources partagées où chaque élément peut être dimensionné et provisionné indépendamment en fonction des besoins en temps réel.

La structure fait office de réseau de communication principal, permettant aux nœuds de calcul d'accéder à des modules de mémoire ou de stockage distants comme s'ils étaient locaux, grâce à des technologies comme InfiniBand, PCIe ou Ethernet avancé. Un logiciel d'orchestration et une couche de virtualisation isolent le matériel sous-jacent et assurent un contrôle centralisé, permettant ainsi administrateurs système pour allouer dynamiquement les ressources, automatiser le provisionnement et optimiser les charges de travail sans reconfiguration manuelle.

En pratique, lorsqu'une charge de travail est lancée, le logiciel de gestion provisionne la quantité exacte de CPU, de mémoire et de stockage nécessaire, en puisant ces ressources dans les pools partagés. Une fois la tâche terminée ou la charge de travail modifiée, les ressources sont réallouées ou libérées, améliorant ainsi l'efficacité et l'évolutivité globales. Cette architecture permet une évolutivité fluide, une haute disponibilité et une utilisation optimisée, ce qui la rend idéale pour cloud et rapides., traitement IA/ML et calcul haute performance.

Cas d'utilisation de l'informatique basée sur la structure

Voici quelques cas d’utilisation courants du FBC :

• Calcul haute performance. Le FBC est idéal pour les environnements HPC nécessitant des ressources de calcul et de mémoire à grande échelle avec des interconnexions à faible latence. Les composants désagrégés permettent aux charges de travail d'utiliser uniquement les ressources nécessaires, tout en permettant un transfert rapide des données entre les nœuds de calcul, les banques de mémoire et les systèmes de stockage.
• intelligence artificielle et machine learning charges de travail. Les tâches d'IA/ML nécessitent souvent des combinaisons variables de GPU, de CPU et de mémoire. FBC permet un provisionnement dynamique de ces composants pour répondre aux exigences spécifiques de chaque tâche d'apprentissage ou d'inférence, améliorant ainsi les performances et la rentabilité.
• Cloud infrastructures et environnements multi-locataires. FBC prend en charge le multi-locataire clouden permettant une allocation et une isolation granulaires des ressources. Les fournisseurs de services peuvent attribuer dynamiquement des ressources de calcul, de mémoire et de stockage aux locataires sans surprovisionner ni sous-utiliser le matériel.
• Analyse de données et traitement de big data. Les applications Big Data bénéficient du FBC grâce à un accès rapide à de vastes pools de mémoire et à un stockage haut débit. Le stockage et le calcul désagrégés contribuent à optimiser les infrastructures de traitement de données parallèles, telles que Hadoop or Spark.
• Reprise après sinistre et migration de la charge de travail. La capacité de réaffecter rapidement les ressources rend FBC adapté à reprise après sinistreLes charges de travail peuvent être migrées sur une infrastructure connectée à la structure avec un temps d'arrêt minimal, améliorant ainsi la résilience et continuité de l'activité.

Quels sont les avantages et les défis de l’informatique basée sur la structure ?

L'informatique basée sur le tissu offre une solution moderne et flexapproche viable de data center Architecture par découplage et mutualisation des ressources pour une allocation dynamique. Si elle offre des avantages significatifs en termes d'évolutivité, de performances et d'efficacité des ressources, elle introduit également une certaine complexité et des défis potentiels en matière d'intégration.

Avantages de l'informatique basée sur la structure

Voici les principaux avantages du FBC, chacun expliqué :

• Utilisation améliorée des ressources. Le FBC permet de partager les ressources désagrégées (calcul, mémoire, stockage) entre les charges de travail, réduisant ainsi la capacité inutilisée et le surprovisionnement. Cela conduit à une utilisation plus efficace du matériel et à une réduction des coûts. coût total de possession (TCO).
• Évolutivité améliorée. Étant donné que les composants sont modulaires et connectés via une structure à haut débit, des ressources de calcul, de mémoire ou de stockage supplémentaires peuvent être ajoutées indépendamment sans perturber les opérations, prenant ainsi en charge une architecture transparente. horizontal et mise à l'échelle verticale.
• Surface de flexabilité et agilité. Le FBC permet un provisionnement dynamique des ressources pour répondre aux exigences de la charge de travail en temps réel. Cette agilité prend en charge les applications modernes telles que l'IA. le Big Dataet cloud-services natifs qui ont des exigences de performances variables.
• Déploiement plus rapide de la charge de travail. Grâce au contrôle défini par logiciel et à l'orchestration centralisée, les équipes informatiques peuvent rapidement provisionner et reconfigurer l'infrastructure sans intervention manuelle. Cela accélère développant, vers les testset production cycles de déploiement.
• Temps d’arrêt réduits et résilience améliorée. Les architectures FBC permettent une redistribution automatique de la charge de travail en cas de défaillance d'un composant. Les ressources désagrégées peuvent être remplacées ou contournées sans affecter l'ensemble du système, ce qui améliore la disponibilité et la tolérance aux pannes.
• Coûts d’exploitation et d’investissement réduits. En évitant le surprovisionnement et en permettant un meilleur partage des ressources, FBC réduit à la fois CapEx (moins sous-utilisés servers) et OpEx (coûts d’énergie, de refroidissement et de maintenance réduits).
• Prise en charge des charges de travail hétérogènes. Les environnements FBC peuvent prendre en charge une large gamme de charges de travail (machines virtuelles, conteneurs, applications bare-metal) en allouant des ressources selon les besoins, ce qui les rend adaptés à une utilisation mixte. data centers.

Défis de l'informatique basée sur la structure

Voici les principaux défis associés à l’informatique basée sur la structure :

• Grande complexité de mise en œuvre. Le déploiement d'un environnement FBC nécessite de repenser les modèles d'infrastructure traditionnels. L'intégration de ressources désagrégées, d'interconnexions fabric et d'outils d'orchestration définis par logiciel peut s'avérer techniquement complexe et chronophage, en particulier pour les équipes peu familiarisées avec les architectures modulaires.
• Coût initial. Bien que la technologie FBC puisse réduire les coûts opérationnels à long terme, l'investissement initial dans du matériel spécialisé (par exemple, des commutateurs fabric haut débit, des nœuds de calcul/stockage modulaires) et des plateformes de gestion est souvent conséquent. Cela peut constituer un obstacle pour les petites et moyennes entreprises.
• Verrouillage fournisseur. De nombreuses solutions FBC sont liées à du matériel spécifique ou à des technologies d'interconnexion propriétaires, ce qui peut limiter flexLa flexibilité dans le choix du fournisseur ou les futures mises à niveau. Ce verrouillage peut freiner l'innovation et accroître la dépendance à long terme envers un fournisseur unique.
• Planification et orchestration des ressources. La gestion et l'allocation efficaces des ressources désagrégées en temps réel nécessitent des logiciels d'orchestration avancés. Sans outils matures, les entreprises peuvent avoir du mal à optimiser leurs performances ou à exploiter pleinement leur investissement matériel.
• Normalisation limitée. Le FBC est en constante évolution, et l'absence de protocoles ou d'interfaces standardisés entrave l'interopérabilité entre les différents fournisseurs ou technologies. Cela complique l'intégration avec systèmes hérités or hybride environnements.
• Sécurité et isolement. Les infrastructures désagrégées augmentent la surface d'attaque. Assurer une communication sécurisée entre les composants distribués et maintenir l’isolement des locataires dans les environnements multi-utilisateurs nécessite des cadres de sécurité robustes et une surveillance continue.

Informatique basée sur la structure et infrastructure traditionnelle

Voici une comparaison entre l'informatique basée sur la structure et l'infrastructure traditionnelle, présentée dans un tableau :

Informatique basée sur la structure et infrastructure hyperconvergée

Voici une comparaison entre l'informatique basée sur la structure et l'infrastructure hyperconvergée (HCI) dans un tableau :

L'avenir de l'informatique basée sur la structure

Le principal avantage de l’informatique basée sur la structure est sa capacité à répondre aux demandes croissantes de systèmes évolutifs, performants et flexinfrastructure informatique viable. Comme data center les charges de travail deviennent de plus en plus hétérogènes, sous l'effet de l'IA, de l'apprentissage automatique, informatique de pointe, et des analyses en temps réel, l'architecture désagrégée et définie par logiciel de FBC permettra une utilisation plus efficace des ressources et une optimisation dynamique de la charge de travail.

Les progrès en matière d'infrastructure composable, d'interconnexions à haut débit (comme CXL et PCIe de nouvelle génération) et de plates-formes d'orchestration amélioreront encore les capacités du FBC, ce qui en fera une pierre angulaire de la prochaine génération. data centers et cloud environnements. Une adoption plus large par l'industrie dépendra d'une normalisation accrue, d'une interopérabilité et d'une complexité de déploiement réduite.