Motivation
Um die immer weiter wachsenden Mengen an Informationen zu beherrschen, werden in Datenzentren schon seit vielen Jahren für ihre Ablage spezialisierte Massenspeichersysteme betrieben. Diese sind mit den Servern, auf denen die eigentlichen Berechnungen stattfinden, über schnelle Netzwerke verbunden. Eine solche Trennung erlaubt die voneinander unabhängige Skalierung von Speicher- und Rechenkapazität, je nachdem, ob anspruchsvollere Speicher- oder Rechenaufgaben zu bewältigen sind. Durch die Steuerung mittels Software (Software-Definierbarkeit) lässt sich das Massenspeichersystem leicht an geänderte Anforderungen anpassen und kann so in vielen Fällen aufwändige und personalintensive Vor-Ort-Eingriffe (z.B. zur Neuverkabelung) vermeiden. Ein Nachteil der Verteilung von Datenhaltung und Berechnung liegt jedoch in der zusätzlichen Zeit, die benötigt wird, um die Daten zwischen Massenspeichern und Server zu transportieren.
Ziele und Vorgehen
Das Projekt SODDAS hat das Ziel, die Verzögerung beim Datentransport zwischen Massenspeichern und Server durch den Einsatz spezialisierter Hardware zu reduzieren. Der geplante SODDAS-Beschleuniger soll auf rekonfigurierbaren Chips, sogenannten Field Programmable Gate Arrays (FPGA), installiert werden. Diese FPGA finden in Datenzentren immer mehr Anklang, da ihre Schaltstruktur flexibel für das jeweilige Anwendungsgebiet optimiert werden kann. So kann ein FPGA durch Programmierung beispielsweise die Aufgaben eines Computerprozessors oder die Rolle des Arbeitsspeichers übernehmen. Im Falle von SODDAS wird eine spezialisierte Firmware (in die Hardware eingebettete Software) für das FPGA geschaffen, welche genau die für Speicherzugriffe benötigte Netzwerkkommunikation hocheffizient ausführt. Auf diese Weise sollen sowohl die Verzögerungszeiten für diese Zugriffe reduziert werden als auch die Hauptprozessoren der Server von diesen Kommunikationsaufgaben entlastet werden.
Innovationen und Perspektiven
Die Arbeiten in SODDAS bilden die Grundlage einer zukünftigen Produktentwicklung beim Industriepartner XELERA Technologies GmbH sowie für weiterführende Forschungen an neuen Hardware/Software-Architekturen für moderne Datenzentren beim akademischen Partner, dem Fachgebiet „Eingebettete Systeme und ihre Anwendungen“ an der TU Darmstadt.