Fellebbent a fátyol a Google-titokról

A világ egyik legnagyobb, számítástechnikai, infokommunikációs eszközöket használó cégeként természetes, hogy az amerikai vállalat is alkalmaz szervereket. Méghozzá nem is kis mennyiségben: adatközpontjait standard áruszállító konténernyi méretekben hozza létre, mindegyikben 1160 szerverrel. Ezek az egységek egyenként 250 kilowattos fogyasztással rendelkeznek, árulta el nemrég a Google, és egyben megmutatta azt is, hogy milyen szerverekkel pakolja tele ezeket az adatközpontokat.

Az eddig is ismert volt, hogy a keresőóriás nem az olyan nagy gyártók komplett konfigurációit vásárolja, mint amilyeneket a Sun Microsystems, a Dell vagy a HP kínál. Ehelyett „saját maga” (azaz az IT-s személyzet) tervezi meg a masinák kialakítását, felel azok hardverelemeiért. Ben Jai, aki ezen szerverek javát megtervezte, nemrég egy modern változatba engedett bepillantást a nyilvánosság számára. Ekkor derült ki a turpisság: minden egyes kiszolgálóegység saját, 12 voltos akkumulátorral rendelkezik. Ennek révén gond nélkül átvészeli azt az időszakot, amikor a központi áramforrással esetleg gond adódik.

Google szerver oldalról

Arra a kérdésre is volt válasz, amely azt firtatta, hogy miért nem UPS-centert alkalmaznak. A Google szerint a szünetmentes betáplálás központosítása drágább, mintha minden egyes szervert ellátnának saját (értelemszerűen a centralizált változathoz képest jóval kisebb kapacitású) akkumulátorral. A költség ráadásul meg is oszlik a szerverek között, tehát ha egy adatközpont nincsen dugig tömve számítógépekkel, akkor olcsóbban is megúszható a szünetmentes üzemelést biztosító, hálózati ingadozásoktól védő rendszer kialakítása.

Ez azonban csak az egyik ok a decentralizált megoldás alkalmazásának. Jai közlése értelmében energiahatékonyabb is az elosztott rendszer. Míg ugyanis a központosított UPS megoldások 92-95 százalékos hatékonysággal dolgoznak, addig a Google által alkalmazott design 99,9 százalékos hatékonyságra képes. Érdekesség, hogy a rendszert a vállalat szabadalmaztatta, de ezt hajlandók licencelni más szállítók számára.

Google szerver felülről (a Cnet nyomán)

Jai azt is elárulta, hogy a Google 2005 óta ugyanazt a designt használja szervereinél, illetve annak valamivel továbbfejlesztett változatait (jelenleg a hatodik vagy hetedik verziónál járnak). „Ez a mi Manhattan Projektünk.” – utal a szakember a második világháborús amerikai atombomba tervre. A szerverek egyébként standard 2U méretűek (ez 3,5 colt, közel 9 centimétert jelent), két processzort, két merevlemezt és nyolc memóriaslotot tartalmaznak, az alaplap pedig a Gigabyte-tól származik. Processzor tekintetében már nem kötelezte el magát a keresőóriás: az x86-os lapkákat az AMD-től és az Inteltől is vásárolja.

Embertelen munka a gépek között
Két és fél évig, 2003 és 2005 között mindössze egyetlen embert alkalmaztak villamosmérnökként a vállalat szerverdesign feladatainak ellátására – ez volt Jai. A férfi elárulta, hogy ezalatt az időszak alatt napi 14 órát dolgozott, ami nagyon megerőltető volt számára. Napjainkra már komplett IT-gárda foglalkozik ezzel, méghozzá igen hatékonyan – a Google az elmúlt évek alatt sokat tudott megspórolni az energiaköltségeken.

Ben Jai, a Google szervertervező mérnöke

Többek között olyan apróságoknak köszönhette ezt, mint a megszokottól eltérő tápegységek alkalmazása. A standard PC-s tápegységek váltóáram-egyenáram átalakítóval rendelkeznek, és jellemzően 5 illetve 12 voltos egyenáramot biztosítanak az alaplap (és az abban található valamint hozzá csatlakozó hardverelemek) számára. Nem így a Google szervereiben – a kiszolgálóegységek tápjai csak 12 voltos feszültséget produkálnak kimenetükön, ha ettől eltérő feszültségre van szükség, akkor azt az alaplapon, „helyben” végzik el. Ez ugyan 1-2 dollárral megnöveli az alaplap költségeit, viszont a tápegységek olcsóbbá válhatnak általa. Ráadásul az energiaforrások csúcskapacitásukhoz közelebb működhetnek, ami hatékonyabbá teszi őket. Ugyanezt a célt szolgálja, hogy rézvezetékeket alkalmaznak a 12-5 voltos átalakítások esetében.

PUE
Adatközpontjai hatékonyságának mérésére a Green Grid nevű konzorcium által meghatározott, úgynevezett Power Usage Effectiveness mérőszámot alkalmazza a vállalat. A PUE azt mutatja meg, hogy a befektetett energiának mekkora részét használják fel közvetlenül a számítási feladatokhoz, és mennyi „veszik kárba”, azaz az előző adathoz képest mekkora energiára van szükség olyan feladatok ellátására, mint a világítás vagy hűtés. Ideális esetben ez a szám 1; de értelemszerűen egyetlen szerverközpontban sem érhető el ez az ideális érték. Az 1,5 már nem számít olyan jónak, mert ekkor a számítástechnikai eszközök üzemeltetéséhez szükséges energia felének megfelelő áramra van szükség a „közmű” működtetéséhez.

A Google természetesen jól szerepel ebben a viszonyítási alapban is. PUE értékei alacsonyak, és egyre alacsonyabbá válnak, az újabb szerverek telepítésével. 2008 harmadik negyedében a vállalat átlagosan 1,21-et produkált, ami a negyedik negyedévben 1,2-re esett vissza, 2009 első három hónapjában pedig további egy századdal csökkent. Ez persze csak átlagos érték, a régebben telepített adatközpontok ennél rosszabbul teljesítenek, a legújabbak viszont jobban. A keresőóriás közlése értelmében a jelenleg élenjáró szerverpark 1,12-es PUE értéket mutat fel.

Szerverek tonnaszám
A cikk elején már említettük, hogy a vállalat 1160 szerveres, standard 1AAA áruszállító konténerekben méri adatközpontjainak kialakítását. Egy központban több konténernyi szerver foglal helyet. Ez a kialakítás is megér egy rövid elemzést.

A konténeres adatközpont-designt nem a Google találta fel: a Sun Microsystems és a Rackable Systems is értékesít ilyen rendszereket. Előnyük, hogy könnyen szállíthatók és telepíthetők, szinte bármilyen környezetben, ahol létezik megfelelő elektromos betáplálás. Ezt felismerve, a Google 2005-ben vágott bele konténernyi szerveres rendszerek építésébe. Az elsővel azonban mindjárt nehézségeik is adódtak: miután megépítették, rájöttek, hogy a korábban alkalmazott daru túl kicsi, és nem tudják vele felemelni a konténert.

Akár több konténernyi szerver is lehet egy adatközpontban

Ez tehát a Google-titok. Ha a most közzétett információk után ismét lakat kerül a vállalat IT-személyzetének szájára, akkor újabb 4-5 évbe telik, mire megint betekintést nyerhetünk a keresőóriás szervereibe. Lehet, hogy addigra ismét előrukkolnak valamilyen szokatlan, ritkán vagy még sosem alkalmazott megoldással.