Những thách thức của việc quản lý một trung tâm dữ liệu là mở rộng cơ sở hạ tầng để xử lý lượng dữ liệu ngày càng tăng, tối ưu hóa hệ thống đáp ứng khối lượng công việc mới như trí tuệ nhân tạo (AI), bảo vệ quyền riêng tư của ứng dụng và dữ liệu trước những mối đe dọa và luôn nỗ lực để tăng tốc ở mọi cấp độ. Các nhà cung cấp dịch vụ đám mây (CSP) phải đối mặt với những thách thức tương tự, hoạt động ở cấp độ siêu cao và họ thường xây dựng các giải pháp với sự hợp tác từ Intel.
Intel đi đầu trong việc nâng cấp các dịch vụ đám mây trong nhiều thập kỷ. Thông qua mối quan hệ hợp tác và kinh doanh với các CSP hàng đầu trên toàn cầu, Intel đã cung cấp các thế hệ silicon tối ưu hóa và xây dựng cho quy mô đám mây. Nhiều tính năng ban đầu được thiết kế dành cho các hệ thống có khả năng mở rộng, sau đó được sử dụng cho danh mục công nghệ tập trung vào dữ liệu của Intel để sử dụng trong các trung tâm dữ liệu thuộc mọi quy mô.
Bài viết này mô tả một số công nghệ chính của Intel đang được sử dụng tại các CSP lớn nhất trên thế giới.
Mặc dù một số công nghệ như Công nghệ Intel Turbo Boost và Công nghệ siêu phân luồng Intel (Công nghệ Intel HT) được tích hợp vào hầu hết các phiên bản dựa trên Intel tại một CSP, còn các công nghệ khác chỉ có sẵn trong một tập hợp con riêng của các phiên bản đó, Intel cam kết cung cấp quyền truy cập phổ biến vào các dịch vụ đám mây cho phép xác định mô hình kinh doanh tốt nhất cho công ty của mình.
Các công nghệ của Intel được thảo luận trong bài viết này gồm:
• Kết nối mạng thông minh. CSP dựa trên kết nối mạng hiệu suất cao, linh hoạt, thích ứng với các nhu cầu và khối lượng công việc thay đổi để di chuyển dữ liệu nhanh hơn và duy trì hiệu suất tính toán cao.
• Quyền riêng tư của ứng dụng và dữ liệu. Các công ty mong muốn khối lượng công việc và dữ liệu di chuyển lên đám mây ở chế độ riêng tư và được bảo vệ trước các mối đe dọa độc hại, thậm chí cả khả năng của chính nhà cung cấp đám mây trong việc truy cập dữ liệu.
• AI và máy tính hiệu suất cao (HPC). Các CSP ngày càng có khả năng đáp ứng khối lượng công việc đòi hỏi những tính toán cao trong các phiên bản chuyên biệt được xây dựng trên công nghệ Intel.
• Tăng tốc hiệu suất. Các tổ chức liên tục phải cải thiện hiệu suất khối lượng công việc và mật độ với những cải tiến trong bộ xử lý, bộ nhớ và lưu trữ.
Điều hướng trong thời điểm này đòi hỏi các giải pháp nhanh nhạy, đáng tin cậy và có khả năng mở rộng để đảm bảo hoạt động kinh doanh liên tục và thành công lâu dài. Nhu cầu kinh doanh đang phát triển nhanh chóng, do đó cơ sở hạ tầng CNTT phải có khả năng đáp ứng với tốc độ tương đương. Điều này có nghĩa là mở rộng quy mô nhanh chóng tại chỗ hoặc tối ưu hóa hiệu suất khối lượng công việc trên đám mây để đáp ứng nhu cầu thay đổi. Các công nghệ của Intel là trọng tâm của cả trung tâm dữ liệu doanh nghiệp và các dịch vụ CSP công cộng, mang lại nền tảng công nghệ đáng tin cậy cho quá trình chuyển đổi và di chuyển. Bên cạnh đó hiệu suất được điều chỉnh sẽ đáp ứng nhu cầu của khối lượng công việc hiện tại và tương lai với hiệu quả hoạt động được cải thiện theo quy mô từ trung tâm dữ liệu đến đám mây.
Phần tiếp theo cung cấp cách nhìn tổng quan ngắn gọn về công nghệ của Intel và những giá trị kinh doanh mà chúng mang lại cho CSP và khách hàng.
Kết nối mạng thông minh hiệu suất cao
Hyperscalers chọn cơ sở hạ tầng thông minh có thể mở rộng, được xác định bằng phần mềm thay vì phần cứng và thiết bị cố định cho một mục đích duy nhất. Hai xu hướng chính đang thúc đẩy sự lựa chọn này là phân phối năng lực tính toán đến các trang web ở xa và sự di chuyển của các chức năng trung tâm dữ liệu gần biên hơn.
Bộ điều khiển và bộ điều hợp Ethernet Intel
Bộ điều khiển và Bộ điều hợp mạng Intel Ethernet hỗ trợ tốc độ lên đến 100Gbps. Bộ điều hợp mạng Ethernet Intel mang lại một số tính năng chính như sau:
• Xử lý gói nhanh hơn với hiệu suất được cải thiện cho ảo hóa chức năng mạng (NFV).
• Điều khiển lưu lượng nâng cao để đáp ứng tốt hơn các thỏa thuận cấp dịch vụ (SLA).
• Ảo hóa máy chủ với ảo hóa đầu vào/đầu ra (I/O) linh hoạt và có thể mở rộng.
Thẻ giao diện mạng thông minh (SmartNICs)
CSP muốn tối ưu hóa khối lượng công việc quan trọng trong khi vẫn đạt hiệu quả cao trong việc quản lý các tác vụ cơ sở hạ tầng.
Hyperscaler sử dụng các SmartNIC dựa trên FPGA của Intel để giảm chi phí máy chủ bằng cách tăng tốc công việc cơ sở hạ tầng thường được thực hiện bởi các lõi CPU bằng cách chạy chúng trên chính các SmartNIC.
Các SmartNIC sử dụng Intel FPGA mang lại những lợi thế sau cho các CSP:
• Tăng hiệu quả kinh doanh và mở rộng quy mô của các ứng dụng, vì nhiều hơn lõi CPU máy chủ dành riêng cho máy ảo cho khối lượng công việc của khách hàng
• Khối lượng công việc cơ sở hạ tầng được tăng tốc với các chức năng mạng ảo (VNF) như vSwitch mở, bảo mật như IPsec và Bảo mật lớp truyền tải (TLS) và lưu trữ như NVM Express (NVMe) trên Vải (NVMe-oF)
• Khả năng đưa ra các giải pháp phù hợp với tương lai bằng cách sử dụng tính linh hoạt và khả năng lập trình của Intel FPGA
• Tổng chi phí (TCO) thấp hơn vì cùng một FPGA SmartNIC có thể chạy các khối lượng công việc khác nhau
P4- Chuyển mạch lập trình bằng Tofino
Các nhà cung cấp siêu cấp mong muốn các hộp đen từ các nhà cung cấp có khả năng hiển thị mã và chức năng cơ bản. Họ cần các hệ thống mở có khả năng kiểm soát, gỡ lỗi và lập trình lại nếu cần.
Intel hỗ trợ một loạt hệ điều hành mạng mã nguồn mở bao gồm SONiC. Hyperscalers sử dụng các thiết bị chuyển mạch dựa trên Tofino và Tofino 2 thông qua hệ sinh thái OEM và ODM mạnh. Ngoài công tắc hộp trắng, các OEM như Arista và Cisco đã giới thiệu công tắc lập trình được tích hợp trên Tofino và hỗ trợ SONiC.
Cấp nguồn cho công việc từ xa trong tình hình dịch COVID-19
Trước sự bùng phát của dịch COVID-19, rất nhiều nhân viên phải làm việc tại nhà. Những người làm việc từ xa cần quyền truy cập vào môi trường làm việc của họ thông qua mạng riêng ảo (VPN). Thách thức ở đây là mở rộng số lượng VPN cần thiết với độ trễ đủ thấp để đạt được hiệu suất như mong muốn.
Intel IT đã đưa ra hai sáng kiến được thực hiện cả tại cơ sở và trong đám mây công cộng. Cả hai sáng kiến đều dựa trên Bộ điều hợp mạng Intel Ethernet có hỗ trợ SR-IOV- một thông số kỹ thuật cho phép một thiết bị PCIe có chức năng như nhiều thiết bị PCIe vật lý riêng biệt để mở rộng số lượng lớn các thiết bị VPN với độ trễ thấp có thể dự đoán được.
Với Bộ điều hợp mạng Intel Ethernet được tối ưu hóa cho SR-IOV, Intel IT có thể thêm 50% người dùng trên mỗi máy chủ VPN đáp ứng nhu cầu số lượng lớn người dùng với độ trễ thấp.
Quang tử silicon của Intel
Intel Silicon Photonics cung cấp kết nối quang học tốc độ cao, khoảng cách xa để hỗ trợ các trung tâm dữ liệu siêu tốc có kích thước lưu trữ khổng lồ. Các sản phẩm Bộ thu phát quang của Intel Silicon Photonics cho phép các trung tâm dữ liệu lớn triển khai các giải pháp 100Gbps để kết nối các bộ chuyển mạch với khoảng cách đến hàng trăm mét hoặc vài km, thay vì chỉ vài mét đáp ứng yêu cầu dữ liệu cần di chuyển nhanh trên khoảng cách xa để máy chủ xử lý và phân tích dữ liệu một cách nhanh chóng
Bảo mật và quyền riêng tư đối với dữ liệu, ứng dụng và cộng tác.
Những đe dọa bảo mật và rủi ro kinh doanh, quyền riêng tư luôn là mối quan tâm lớn đối với các công ty sử dụng đám mây công cộng do đó những vấn đề này là ưu tiên hàng đầu của các CSP.
Tính toán bí mật tập trung vào việc giúp bảo mật dữ liệu đang sử dụng, cho phép dữ liệu mã hóa được xử lý trong bộ nhớ mà không để lộ phần còn lại của hệ thống, giảm khả năng tiếp xúc với dữ liệu nhạy cảm, cung cấp khả năng kiểm soát và minh bạch hơn cho người dùng.
Phần mở rộng Bảo vệ Phần mềm Intel (Intel SGX)
Các yêu cầu về bảo vệ dữ liệu ngày càng nghiêm ngặt. Dù dữ liệu được bảo vệ tốt bằng mã hóa ở trạng thái nghỉ thì nó cũng có thể dễ bị tấn công khi đang được xử lý. CSP và các trung tâm dữ liệu khác sử dụng Phần mở rộng Bảo vệ phần mềm Intel (Intel SGX) giúp bảo vệ dữ liệu trong thời điểm xử lý quan trọng khi dữ liệu không được mã hóa, giúp nâng cao tính bảo mật để hỗ trợ các trường hợp sử dụng như sau:
• Học liên kết (máy).
• Bộ chứa và máy ảo bí mật.
• Cơ sở dữ liệu bí mật.
• Chuỗi khối.
Intel SGX bảo vệ thông tin trong một enclave khi ứng dụng đang chạy và trong phần cứng khi nó không hoạt động
Các cuộc khảo sát cho thấy mất mát và rò rỉ dữ liệu là mối quan tâm hàng đầu về bảo mật đám mây của các chuyên gia an ninh mạng. CSP cho thấy mức độ bảo mật cao hơn và quyền riêng tư tốt hơn do Intel SGX cung cấp làm giảm bớt lo ngại của khách hàng về việc bảo vệ tính bảo mật của dữ liệu trong đám mây công cộng giúp mở ra khả năng di chuyển qua đám mây ở quy mô lớn hơn.
Công nghệ Intel QuickAssist (Intel QAT)
Công nghệ Intel QuickAssist (Intel QAT) cung cấp khả năng tăng tốc phần cứng cho các hoạt động máy tính chuyên sâu bao gồm mật mã, băm, mật mã khóa công khai và nén.
AI và HPC
Khối lượng công việc máy tính chuyên sâu- AI, phân tích nâng cao và mô phỏng ngày càng được hỗ trợ tốt bởi các dịch vụ đám mây. Với điện toán đám mây, các tổ chức có thể tăng hoặc giảm tài nguyên điện toán dựa trên nhu cầu ứng dụng. Hyperscalers hợp tác với Intel cung cấp cơ sở hạ tầng và tài nguyên lý tưởng để xử lý hiệu quả các ứng dụng máy tính chuyên sâu đòi hỏi lượng điện năng lớn trong thời gian dài.
Một số công nghệ của Intel giúp cho các ứng dụng HPC và AI khả thi trên đám mây.
– Phần mở rộng vectơ nâng cao của Intel 512 (Intel AVX-512)
– Tăng cường học sâu Intel (Intel DL Boost)
– Mảng cổng lập trình trường Intel (FPGA)
– Mảng cổng lập trình trường Intel (FPGA)
– Bộ công cụ Intel® OpenVINO™
– Tăng tốc hiệu suất khối lượng công việc
– Bộ nhớ liên tục Intel Optane (Intel Optane PMem)
– Ổ đĩa thể rắn Intel Optane (SSD)
– Công nghệ siêu phân luồng Intel (Công nghệ Intel HT)
– Công nghệ Intel Turbo Boost
Những đám mây tuyệt vời được xây dựng dựa trên công nghệ của Intel
Công nghệ Intel Optane cân bằng giữa bộ nhớ đắt tiền và bộ nhớ chậm
Các hệ thống có khả năng mở rộng là các đối tượng đầu tiên gặp phải những vấn đề mới và những giới hạn mới khi chuyển sang hoạt động ở quy mô lớn. Các CSP tin tưởng các công nghệ của Intel sẽ giúp họ giải quyết các vấn đề và vượt qua các giới hạn tăng tỷ lệ hiện tại và tương lai. Người sử dụng các dịch vụ đám mây cần hiểu biết về các công nghệ cơ bản hỗ trợ các phiên bản đám mây giúp cho việc chọn các dịch vụ phù hợp đảm bảo các khả năng cần thiết và di chuyển liền mạch. Người quản lý một đám mây riêng nên nắm chắc công nghệ nền tảng để chọn các công nghệ hiện có tốt nhất, đáp ứng các thách thức của trung tâm dữ liệu. Sử dụng các phương pháp phù hợp nhất của các hệ thống có khả năng mở rộng sẽ giúp tăng tốc thời gian tiếp thị và mở rộng quy mô đám mây riêng một cách phù hợp nhất. Khi các tổ chức phát triển các chiến lược kinh doanh và tiếp tục áp dụng các dịch vụ điện toán đám mây, việc hiểu bên trong đám mây sẽ giúp giảm thiểu rủi ro và mang lại hiệu suất, quy mô và sự lựa chọn hợp lý. Xây dựng chiến lược đám mây xung quanh kiến trúc Intel cũng giúp việc lựa chọn CSP nhanh, linh hoạt hơn và kiến trúc phù hợp cho nhu cầu kinh doanh của mình.
Biên dịch: Bắc Đặng