دسته‌بندی نشده

Chia power (چیا) و چگونگی مصرف انرژی

chia

Chia power مدل کارکردی برای تخمین میزان مصرف برق در شبکه Chia است که توسط Jonmichael Hands ، رئیس ذخیره‌سازی در Chia و توسط Strategic Planner در شرکت Intel نوشته شده است. می‌توانید آن را به‌عنوانStorage_jm در Keybase پیدا کنید.

چیا راه‌حل مشکل انرژی “اثبات کار” است!

chia power

مقدمه

Chia power پیوندی به یک مدل کاری است که رشد فضای خالص را بر اساس برآورد اولیه فعلی، نرخ رشد و اندازه کل بازار ذخیره‌سازی برای حد بالای رشد تخمین می‌زند. تیم Chia نسخه بسیار اولیه آن را در جامعه‌ای تحت عنوان Zoom با عنوان Farming and Usage  در Chia بررسی کردند.

تمام انرژی مصرفی در شبکه Chia را می‌توان با درنظرگرفتن کل فضای خالص (مشابه قدرت هش کردن در بیت‌کوین) و مدل‌سازی مصرف برق دستگاه‌های ذخیره‌سازی (کشاورزی) و انرژی ایجاد شده برای ایجاد داده‌ها (نمودار) بررسی کرد.

 این یک روش مشابه با شاخص مصرف برق بیت‌کوین کمبریج است، جایی که به‌احتمال زیاد سخت‌افزار استخراج معلوم است و هزینه برق تخمین زده می‌شود و کل مصرف برق شبکه بیت‌کوین با استفاده از برآورد کم‌وزیاد سخت‌افزار استخراج مرجع برآورد می‌شود.

 برآورد ترکیبی از کشاورزان سخت‌افزار مرجع با استفاده از درایوهای دیسک سخت (HDD) و درایوهای حالت جامد (SSD) باتوجه‌به آنچه که برای کشاورزی Chia مقرون‌به‌صرفه است، به هزینه‌های سرمایه‌ای سخت‌افزار (CapEx) و هزینه‌های عملیاتی برای برق، خنک‌کننده، شبکه بستگی دارد. برای کارایی مرکز داده بازده انرژی ذخیره‌سازی در TB / W اندازه‌گیری می‌شود که شامل زیرساخت‌های سخت‌افزاری پشتیبانی‌کننده برای میزبانی از دستگاه‌های ذخیره‌سازی است.

اما بیشترین هزینه اولیه در کشاورزی Chia هزینه خود دستگاه‌های ذخیره‌سازی است. شبکه Chia همچنین در طول مراحل نقشه‌کشی انرژی مصرف می‌کند که داده‌های رمزنگاری شده قبل از اینکه بتوانند برای اثبات مکان و زمان به کار گرفته شوند، تولید می‌شوند.

مصرف انرژی در کیلووات‌ساعت را می‌توان با فرض درصد تخمینی شبکه با استفاده از سخت‌افزار مصرف‌کننده با ظرفیت اضافی (تحت منابع استفاده شده) محاسبه کرد که به دلیل انتقال دستگاه‌های رایانه‌ای رایج به SSD در دهه گذشته بسیار کارآمد است، و همچنین درصد کشاورزان اختصاص‌داده‌شده که از تنظیمات ذخیره‌سازی متراکم با تجهیزات درجه مرکز داده استفاده می‌کنند.

مصرف برق شبکه Chia بخش کوچکی از کل اندازه بازار ذخیره‌سازی کل در Exabytes است و بهبود کارایی در دستگاه‌های کشاورزی باعث کاهش بیشتر مصرف کل انرژی برای ذخیره‌سازی انبوه و تأثیر مثبت خالص برای محیط‌زیست می‌شود.

chia

مدل‌سازی مصرف برق دستگاه – W / TB

مصرف برق مورداستفاده برای برآورد هر دیسک بسیار نزدیک به مشخصات هارددیسک در حالت بیکار است. فر آیند کشاورزی Chia بسیار سبک است، به حجم بسیار کمی از دیسک احتیاج دارد و در اجماع جدید از طریق مکانیزمی به نام فیلتر طرح بیشتر کاهش می‌یابد. اگرچه مقدار داده منتقل شده بسیار کم است، اما فراوانی دسترسی به داده‌ها به‌اندازه طرح‌های ساخته شده و تعداد طرح در هر درایو (ظرفیت در هر دیسک) ، اندازه‌گیری شده با مقدار K ، با حداقل مقدار K = 32 بستگی دارد.

 بیشتر کشاورزان به دلیل سهولت در طراحی، از حداقل مقدار K موردنیاز برای عملکرد شبکه استفاده می‌کنند، بنابراین احتمال عبور یک قطعه از هر دیسک فیلتر بسیار زیاد است، چراکه دیسک به طور مکرر قابل‌دسترسی است.

از نظر تکنیکی برای چرخش یک درایو دیسک سخت تا صفر دور بیکار بین شکاف‌ها امکان‌پذیر است، تأخیر از سرگیری HDD خاموش یا spindown 10 ثانیه است و HDD ها برای چرخش (در جریان شتاب) انرژی بیشتری مصرف می‌کنند.

انرژی مصرف شده برای روشن شدن و فرسودگی مکانیکی دستگاه باعث می‌شود چرخش درایوها در استفاده منظم عملی نباشد. صرفه‌جویی در مصرف انرژی در سایر جنبه‌های مکانیکی HDD ، به‌عنوان‌مثال، مدیریت هدها و محرک‌ها، خاص دستگاه، درحالی‌که حالت‌های قدرت پیوند منوط به رابط ذخیره‌سازی میزبان هستند (SAS و SATA دارای دستگاه‌های قدرت تفصیلی دقیق هستند که به طور متفاوتی کار می‌کنند)

chia

مصرف برق برای کشاورزان بزرگ Chia (چیا)

اکثر HDD های نزدیک و با ظرفیت بالا توسط مراکز داده‌های فوق مقیاس و ارائه‌دهندگان خدمات ابری بزرگ مصرف می‌شوند، جایی که هدف نهایی که همان طراحی کمترین مرکز داده TCO ممکن است. TCO در TCO $ / TBe / rack / month اندازه‌گیری می‌شود که TCO مجموع کل سرمایه و هزینه‌های عملیاتی که از ظرفیت مؤثر یا قابل‌استفاده سیستم ذخیره‌سازی جمع شده است را محاسبه می‌کند.

مدل قدرت Chia با درنظرگرفتن کارآمدترین روش ذخیره‌سازی داده‌ها که از قبل به طور گسترده استفاده شده است، از یک مدل مشابه استفاده می‌کند. بهینه‌سازی ذخیره‌سازی دیسک TCO شامل بالاترین ظرفیت HDD است که بالاترین بهره‌وری انرژی را از نظر TB / W و همچنین JBOD های بسته‌بندی‌شده متراکم (فقط یک دسته دیسک) را در واحد TB / rack اندازه‌گیری می‌کند.

 معماری‌های ذخیره‌سازی گرم (با دسترسی بیشتر) در مقایسه با سردخانه (بایگانی، دسترسی کم‌تر به آن) بیشتر درمورد نسبت محاسبه به ذخیره متفاوت هستند. کشاورزی Chia بسیار شبیه ذخیره‌سازی بایگانی در مقیاس فوق‌العاده HDD است که به حداقل منابع محاسبه شده و منابع شبکه برای پروتکل‌های واقعی برداشت و کشاورزی نیاز دارد. مقیاس‌های فوق‌العاده مانند فیس‌بوک و مایکروسافت در مورد سیستم‌های ذخیره‌سازی خود مطالب زیادی نوشتند زیرا سخت‌افزار JBOD طرح‌های سخت‌افزاری را در Open Open Project باز می‌کند.

chia

مدلی که برای تخمین مصرف برق دیسک‌ها و زیرساخت‌های پشتیبانی استفاده شده است از مدل TCO ذخیره‌سازی منبع باز ذخیره‌سازی SNIA ذخیره‌سازی منبع باز SNIA گرفته شده است. تکرار، کدگذاری پاک‌کردن و RAID برای محافظت از داده‌ها برای استفاده در مدل کشاورزی Chia در نظر گرفته نشده است، به این دلیل که داده‌های نمودار به‌راحتی می‌توانند با خرابی دیسک دوباره بازسازی شوند.

 همچنین این مدل فرض می‌کند که بیشتر وقت دیسک در بیکار فعال سپری می‌شود، جایی که موتور در حال چرخش است و دیسک می‌تواند به دستورات در میلی‌ثانیه پاسخ دهد. کل سربار مصرف برق برای ذخیره‌سازی متراکم شامل یک سرور ذخیره‌سازی (یا گاهی اوقات headnode نامیده می‌شود) است که در خدمت سیستم‌عامل میزبان دستگاه برداشت Chia و یا کشاورز است.

کل مصرف برق باید شامل JBODs و همچنین سرورها و زیرساخت‌های پشتیبانی مانند روترهای شبکه و سوئیچ‌ها می‌باشد. برای مدل‌سازی دقیق بازده مصرف برق در TB / W ، باید هرآنچه در انبار مخصوص کشاورزی Chia است را در نظر گرفت.

 هنگام مقایسه مزارع بزرگ، بیشتر توسط خود دیسک‌ها مصرف می‌شود، نه توسط زیرساخت‌های پشتیبانی‌کننده، بنابراین ظرفیت متوسط ​​HDD یکی از برترین محرک‌های TB / W است. ما فرض می‌کنیم که اکثر کشاورزان بزرگ به همان نتیجه رسیده‌اند که مراکز داده فوق مقیاس با استفاده از HDD با بالاترین ظرفیت، حتی در یک افزایش جزئی در $ / TB با ظرفیت کمتری، TB / واحد رک را افزایش می‌دهند و TB / W را پایین می‌آورند HDD

بهره‌وری انرژی – مرکز داده PUE

ابرمقیاسان مانند فیس‌بوک به درجه جهانی PUE 1.08 دست‌یافته‌اند و تلاش زیادی در زمینه پایداری و انرژی‌های تجدیدپذیر دارند. ما تصور می‌کنیم بیشتر کشاورزان بزرگ در چند سال اول بهینه‌سازی برای حداکثر بهره‌وری انرژی را انجام نمی‌دهند، اما درست مانند بیت‌کوین با گذشت زمان بهره‌وری انرژی به سمت کارآمدترین راه‌حل‌ها برای مصرف برق، برق کم‌هزینه و بازده انرژی گرایش پیدا می‌کند. معادله Pave ، مقادیر فوق مقیاس را برای ذخیره‌سازی فرض می‌کند، زیرا آنها در واقع بیشتر داده‌های جهان و بزرگ‌ترین مصرف‌کنندگان سالانه HDD و SSD را ذخیره می‌کنند.

مصرف برق در حد پایین

درایوهای حالت جامد بسیار کم‌مصرف هستند. کنترل‌کننده‌های NAND و SSD که برای استفاده در لپ‌تاپ‌ها و دستگاه‌های تلفن همراه برای دوام طولانی باتری طراحی شده‌اند، برای مصرف برق کم‌مصرف، تقریباً صفر طراحی شده‌اند.

مشخصات NVM Express (NVMe) برای درایوهای حالت جامد شامل ویژگی‌های مختلفی برای صرفه‌جویی در مصرف برق است. با SSD های مصرفی جریان اصلی از 2/4 میلی‌وات با 5-8 میلی‌ثانیه تأخیر ازسرگیری است.

با بیش از 100 میلیون حافظه SSD NVMe مصرفی که فقط در سال 2020 ارسال شده است، ده‌ها میلیون حافظه SSD 1-2 ترابایتی در لپ‌تاپ‌های رایانه‌ای و دسکتاپ وجود دارد که بر اساس مطالعات انجام شده توسط اینتل و سایر شرکت‌ها بیشتر از متوسط داده‌های استفاده شده در جریان اصلی است. فرض قیمت فعلی SSD ها 5-7 برابر دلار / TB درایوهای دیسک سخت بهینه شده است.

بیشترین میزان مصرف انرژی از نوع ذخیره‌سازی است. درایوهای دیسک سخت همچنین منحنی وان حمام را برای خرابی دستگاه نشان می‌دهد، هنگامی‌که ساعت شارژ دارای بیش از 5 سال گارانتی است و نوشتن حجم بالا بر روی دیسک است.

میزان خرابی سالانه برای این مدل‌ها که کاملاً تولید می‌شوند، به‌خوبی گزارش شده است، مانند گزارش‌هایی مانند Backblaze HDD Disk Stats محتمل‌ترین گزینه برای هارددیسک‌های کم‌هزینه برای سال 2021 ، دستگاه‌های 3 یا 4 ترابایتی هستند. این مدل در پایان عمر، 30-20 درصد ارزان‌تر از ظرفیت متوسط ​​3.5 اینچ HDD های استفاده شده یا تعمیر شده هستند.

قدرت پلات

روند پلاتینگ شامل ایجاد داده‌هایی رمزنگاری شده است که در دستگاه‌های کشاورزی ذخیره می‌شود. ترسیم یک‌بارمصرف انرژی مورداستفاده در کل Netspace انجام می‌گیرد، زیرا داده‌های ذخیره شده برای کشاورزی فقط یک‌بار ایجاد می‌شوند.

جزئیات بیشتر در مورد روند پلاتینگ را می‌توان در سند اثبات ساخت‌وساز فضایی Chia یافت. جامعه Chia دارای سخت‌افزار مرجعی است که با مقدار داده‌ای که ماشین‌های مختلف می‌توانند در روز ترسیم کنند، ارسال می‌شود و متوسط ​​مصرف برق سیستم‌ها را می‌توان بسیار دقیق اندازه‌گیری کرد یا تخمین زد (زیرا این سیستم‌عامل‌های مشترک بین مصرف‌کننده یا سرور هستند).

کاربران همچنین مقدار داده‌هایی را که می‌توانند در هر روز برای هر ماشین ترسیم کنند، ثبت می‌کنند و ایجاد برآورد انرژی برای ایجاد قطعات Chia را عملی می‌کنند که این مورد در کیلووات‌ساعت / TiB رسم شده تخمین زده می‌شود.

با رشد ظرفیت HDD در مقابل QLC SSD در حال حاضر بحث‌های زیادی در مورد آنچه که دستگاه‌های ذخیره‌سازی دهه آینده در انتظار شماست وجود دارد. پیش‌بینی می‌شود بازار NAND در سال 2021 به 558EB برسد (منبع: TrendForce 9 فوریه 2021).

“Seagate به‌تازگی نقشه راه فناوری طولانی‌مدت خود را منتشر کرده است که نشان می‌دهد هارددیسک‌های 50 ترابایتی تا سال 2026 و HDD های بیش از 120 ترابایت پس از سال 2030 تولید خواهند شد. در سال‌های آینده، Seagate قصد دارد از ضبط مغناطیسی با کمک گرما (HAMR) استفاده کند، استفاده از رسانه الگوی بیت (BPM) در طولانی‌مدت و گسترش استفاده از فناوری چند محرک (MAT) برای درایوهای با ظرفیت بالا، این‌همه در فاکتور شکل 3.5 اینچی است “.

به دلیل بازار ذخیره‌سازی رقابتی و رشد زیاد داده‌های ایجاد شده، در سال‌های آینده بهره‌وری کل انرژی در هر ظرفیت ذخیره‌سازی کاهش می‌یابد. اینها هر دو به نفع Chia خواهند بود و آینده سنگین SSD حتی از انرژی فعلی نیز کارآمدتر است. اینتل پیش‌بینی کرده است که حرکت به سمت تمام SSD ها در آینده می‌تواند انتشار کربن را 41 میلیون تن کاهش دهد.

با استفاده از بهینه‌سازی سیستم‌عامل برای Chia Current 5400RPM 3.5in HDD ، قدرت هارددیسک‌ها را کاهش می‌یابد. یک هارددیسک 8 ترابایتی Seagate 5400RPM مصرف برق 5/2 وات (4 ترابایت) و 3.4 وات (8 ترابایت) دارد، درحالی‌که درایوهای 7200 دور در دقیقه با قدرت 5-6 وات کار می‌کنند. به‌احتمال زیاد بهینه‌سازی‌هایی برای کاهش اندکی W / TB با درنظرگرفتن مدل‌های با ظرفیت زیاد و اجرای آنها با دور موتور کمتر و تأثیر بر عملکرد در معامله بهره‌وری انرژی وجود دارد.

مقادیر بزرگ K و درایو spindown  با ظرفیت HDD با ظرفیت بسیار زیاد و مقدار K بالا، احتمال دسترسی دیسک در طی یک بلوک فرعی در هر فیلتر به‌صورت نمایی کاهش می‌یابد. چند فرصت برای کشف POC با مقدار K بسیار زیاد (1-2 در هر دیسک) و محاسبه توزیع احتمال برای زمان دسترسی دیسک در مقابل چرخش قابل‌قبول در سال وجود دارد.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

3 × یک =