Paralleles Speichersystem

Ein Paralleles Speichersystem ist eine spezialisierte Speicherarchitektur, die in Hochleistungsrechenumgebungen (HPC) eingesetzt wird, um mehreren Rechenknoten gleichzeitigen Datenzugriff zu ermöglichen. Es verteilt Daten über mehrere Speichergeräte oder -knoten und bietet parallele I/O-Fähigkeiten, um den massiven Datendurchsatz und die geringe Latenz zu unterstützen, die für wissenschaftliches Rechnen, Big-Data-Analysen und KI-Workloads erforderlich sind. Das System verwendet typischerweise ein paralleles Dateisystem wie Lustre, GPFS oder BeeGFS, um Metadatenverwaltung und Daten-Striping zu koordinieren und gleichzeitige Lese-/Schreibvorgänge von vielen Clients zu ermöglichen. Dieses Design maximiert die I/O-Bandbreite und reduziert die Zugriffslatenz im Vergleich zu herkömmlichem Netzwerkspeicher. Das System besteht aus Solid-State-Laufwerken (SSD) und Festplatten (HDD), die auf Leiterplatten (PCB) in einem Aluminiumgehäuse montiert sind. Die nutzbare Speicherkapazität reicht von 100 bis 5000 TB, die aggregierte Bandbreite von 10 bis 200 GB/s und die zufällige 4K-Lese-/Schreibleistung von 100.000 bis 5.000.000 IOPS. Die durchschnittliche Latenz für kleine I/O-Operationen beträgt 0,1 bis 1,0 ms. Das System skaliert von 2 bis 64 Speicherknoten und unterstützt Ethernet-Geschwindigkeiten von 10/25/40/100 GbE (IEEE 802.3). Die Betriebstemperatur liegt zwischen 10 und 35 °C und die nicht kondensierende Luftfeuchtigkeit zwischen 20 und 80 % relative Luftfeuchtigkeit. Der Stromverbrauch für eine volle Konfiguration beträgt typischerweise 500 bis 5000 W. Redundanz wird über RAID 6 bereitgestellt, das vor zwei Festplattenausfällen schützt. Das System verwendet das parallele Dateisystem Lustre. Die physischen Spezifikationen umfassen ein Gewicht von 50 bis 500 kg pro Rack-Einheit und Abmessungen von 600 x 1000 x 2000 mm (B x T x H) für ein Standard-19-Zoll-Rack. Alle Werte sind Referenzbereiche und müssen mit dem Hersteller für spezifische Modelle und Anwendungen verifiziert werden.