処理能力は、ソフトウェアのパフォーマンスにとって重要です。 数年前のコンピュータから新しいコンピュータにアップグレードすると、パフォーマンスが大幅に向上することにすぐに気付くでしょう。 ムーアの法則によると、CPU のトランジスタ数は、CPU が最初に発明されてから 2 年ごとに約 2 倍になっています。 これにより、コンピューティング能力が一貫して向上し、定期的なアップグレード サイクルが促進されています。
現在のハイエンド コンピューターの高性能にもかかわらず、多くのタスクは、妥当な時間枠内で 1 台のコンピューターが処理するには多すぎます。 ありがたいことに、これらのタスクのほとんどは、平均的なホーム ユーザーや多くの標準的なオフィスの仕事にさえ影響を与えません。 ただし、専門的なワークロードは、この種のワークロードを見つけ始める場所です。
これを処理する 1 つのオプションは、関係者をより強力なハイエンド コンピューターに割り当てることです。 ただし、この戦略は高価であり、多くの場合、処理要件が高すぎるため、違いはありません.
サーバー ファームは、より多くのパフォーマンスを個人用デバイスに詰め込もうとして、関連する従業員ごとに 1 つのデバイスを持ち、それでも必要なパフォーマンスが得られないという別の選択肢です。 サーバー ファームは、基本的に処理能力を外部委託します。 この場合、従業員によってサーバー ファームに割り当てられた負荷の高い処理タスクを実行する多数のサーバーがクラスター化されていることを意味します。 その後、処理タスクはサーバーに委託されます。
サーバー ファームの主な機能と利点
サーバー ファームの決定的な要因は、処理を実行する 1 つのデバイスに制限されなくなったことです。 代わりに、数十、数百、場合によっては数千ものサーバーが処理能力を提供し、すべてがクラスターにグループ化されます。
サーバー自体は通常、サーバー ルームまたはデータセンターにあります。 ここでは、処理対象のワークロードを受信し、完了したワークロードを適切なタイミングで送信するために、相互間の高速接続と高速ネットワークを使用して構成できます。
すべてのサーバーの実際のパフォーマンスを慎重に管理することで、全体的なパフォーマンスを適切なコストで調整することができます。 サーバーは通常 24 時間 365 日稼働していますが、ワークロードによっては、これが達成できない場合があります。 常に最大のパフォーマンスで実行すると、多くの電力が消費されます。 また、多くの冷却が必要であり、さらに多くの電力が必要であることも意味します。 多くのサーバー ファームは、ワットあたりの高いパフォーマンスを達成するために、ピーク パフォーマンスを下回るパフォーマンスを実行する場合があります。
サブタイプとバリエーション
コード開発ジョブでは、多くの言語でアプリケーションを実行する前にコンパイルする必要があります。 このコンパイル プロセスはプロセッサを集中的に使用するため、大規模なアプリケーションでは数時間かかる場合があります。 サーバー ファームは、1 台のコンピューターで可能な以上のパフォーマンスを提供することで、コンパイル時間を短縮するのに役立ちます。 サーバー ファームは 24 時間 365 日稼働することもできるため、開発者は自分のマシンの電源を切っても、コンパイル プロセスをキューに入れ、夜間に実行できます。 ソフトウェアのコンパイル専用に使用されるサーバー ファームは、コンパイル ファームと呼ばれることがあります。
コンピュータ グラフィックスの役割では、レンダリング時間が長くなることがよくあります。 時間がかかる場合がありますが、これは静止画像では大きな問題ではありません。 特にシネマクラスの映画の場合、ビデオのレンダリングに時間がかかることがあります。 シーンは信じられないほど複雑であるだけでなく、高解像度でもあり、1 秒間に多くのフレームが必要なため、シーンの数も多くなります。 レンダリング タスク専用のサーバー ファームは、レンダリング ファームと呼ばれることがあります。
サーバー ファームとスーパーコンピューターの違いはほとんどありません。 どちらも、タスクを実行するために連携して動作するように設計されたサーバーの広範なコレクションです。 両者の間に明確な決定的な違いはありません。 歴史的に、スーパーコンピューターは専用ハードウェアを使用していました。 ただし、スーパーコンピューティングの現在の傾向は、より多くの既製のサーバー コンポーネントを使用することです。
曇った未来
サーバー ファームは高価です。 電力を大量に消費し、大量の冷却が必要であり、データセンター インフラストラクチャが必要です。 また、サーバー ファームのセットアップにはコストがかかり、ハードウェアの初期費用も高くなります。 さらに悪いことに、定期的な陳腐化に直面しています。 ハイエンドのデータセンター業界では、7 年前のデータセンターは時代遅れであると一般的に考えられています。 この短い時間内に、パフォーマンスの要求が高まるにつれて、ワークロードが増加する可能性があります。
これに対する唯一の真の解決策は、ハイパースケーラーによって提供されます。 ハイパースケーラーは、Google、Amazon、Microsoft などの巨大なテクノロジー企業であり、多くの大規模なデータ センターを構築して運用するのに十分な大きさです。 これらの企業は、自社のデータ センターのコンピューティング パフォーマンスをクラウド プラットフォームとして貸し出しています。 多くの場合、このアクセスは仮想化されています。
ハードウェアを購入して実行するためにお金を払う代わりに、必要なときに必要なものへのアクセスをレンタルするだけです。 これには、繰り返し発生する高額な初期費用がないという、年間予算にやさしい要素があります。 代わりに、使用した分だけ支払うだけです。 幸いなことに、厳密に 1 つのハードウェア セットアップに限定されることさえありません。 小規模で比較的緊急性の低いワークロードがあるとします。 その場合は、より小規模で、非常に安価な仮想サーバーで実行するように構成するだけです。 これは逆にもなります。 大規模または緊急のプロジェクトがある場合は、さらに大きな仮想インスタンスに多くの費用を支払って、処理能力を高めてより早く完了することができます。
現実的には、クラウド サービスはサーバー ファームよりもいくつかの魅力的な利点を提供します。 唯一の潜在的な問題はコストです。商用サービスとして、ローカル サーバー ファームよりも処理単位あたりのコストが高くなる可能性があります。 ハイパースケーラーは規模の経済から利益を得ており、それが価格に反映されていることは注目に値します。
結論
サーバー ファームはサーバーの集まりであり、通常はサーバー ルームまたはデータ センターに配置され、大量の処理能力を必要とするタスクがファーム アウトされます。 これにより、高性能や 24 時間年中無休の運用など、いくつかの利点が得られます。 ハイパースケーラーのクラウド サービスは、主要な競合オプションです。 ハードウェアの初期費用がかからないことや、タスクごとの価格とパフォーマンスの柔軟性など、いくつかの魅力的な利点があります。