โครงสร้างที่ใหญ่โตในทะเลทรายโอเรกอนทำให้เฟสบุ๊คทำงานอย่างไร

PRINEVILLE, Ore.- มีหลายวิธีที่จะทำให้แน่ใจว่าคุณมีอินเทอร์เน็ตที่รวดเร็ว คุณสามารถย้ายไปยังเมือง Google Fiber คุณสามารถเลือกหนึ่งใน ISP ที่เร็วที่สุดของเรา หรือคุณสามารถสร้างบ้านของคุณถัดจากศูนย์ข้อมูล Facebook

ยกตัวอย่างศูนย์ข้อมูล Facebook แห่งแรก เปิดใน Prineville, Ore. ในปี 2011 มันทำหน้าที่เป็นต้นแบบสำหรับศูนย์ข้อมูลทุกแห่งที่โซเชียลมีเดียยักษ์สร้างขึ้นตั้งแต่นั้นมาจากสวีเดนถึงไอโอวา มันใช้แบนด์วิดท์มากจนต้องใช้ ISP หลายเครื่องที่ให้บริการพื้นที่เพื่อเสริมสร้างเครือข่ายของพวกเขา

คุณอาจนึกถึงศูนย์ข้อมูล Prineville พร้อมด้วยสิ่งอำนวยความสะดวกอื่น ๆ ของ Facebook ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของเครือข่ายโซเชียลที่ใหญ่ที่สุดในโลก: พวกเขาได้รับคำขอรูปภาพ, การอัปเดตสถานะและการรีเฟรชฟีดข่าวจากไซต์ที่มีผู้ใช้งานอยู่ ตอบสนองเร็วที่สุดคล้ายกับหัวใจที่สูบออกซิเจนเข้าสู่กระแสเลือด

สิ่งอำนวยความสะดวก Prineville กำลังจะครบรอบห้าปีและการจัดการคำขอข้อมูลสำหรับสิ่งที่ Mark Zuckerberg น่าจะไม่มีความคิด Facebook จะทำเมื่อเขาฝันถึงความคิดของ บริษัท ในห้องพักหอพักของ Harvard

สัปดาห์นี้ PCMag หยุดเพื่อทัวร์

Prineville ยังคงเก็บรูปถ่ายและอัพเดตสถานะ แต่ตอนนี้ก็มี Nvidia GPU หลายพันตัวที่สนับสนุนการวิจัยปัญญาประดิษฐ์ของ Facebook เช่นเดียวกับ 2, 000 iOS และโทรศัพท์ Android ที่ใช้ทดสอบ 24 ชั่วโมงต่อวัน สิ่งนี้จะช่วยให้วิศวกรของ บริษัท เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของแอพซึ่งรวมถึง Instagram, Messenger และ WhatsApp นอกเหนือจาก Facebook

ข้อมูล Facebook คือ 'ยืดหยุ่นไม่ซ้ำซ้อน'

สิ่งแรกที่คุณสังเกตเห็นเกี่ยวกับสิ่งอำนวยความสะดวก Prineville คือขนาดที่แท้จริง การเพิ่มขึ้นของทะเลทรายอันสูงตระหง่านที่มีต้นไม้กลางเมืองโอเรกอนใช้เวลาขับรถสามชั่วโมงจากพอร์ตแลนด์ไม่ใช่อาคารเดียว แต่มีสี่แห่ง (และไม่รวมศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่อีกแห่งหนึ่งที่ Apple เพิ่งสร้างขึ้นฝั่งตรงข้าม หนึ่งในอาคาร Facebook สามารถติดตั้ง Walmarts ได้สองแห่งและยาวกว่าเรือบรรทุกเครื่องบินระดับนิมิตซ์ประมาณ 100 ฟุต

ข้างในเป็นเซิร์ฟเวอร์ที่มีพื้นที่เก็บข้อมูลหลายเพตาไบต์และวิศวกรของ Facebook ที่อัปเกรดอยู่ตลอดเวลาโดยการเปลี่ยนส่วนประกอบ จากคน 165 คนที่ทำงานเต็มเวลาที่ดาต้าเซ็นเตอร์ 30 คนต่ออาคารได้รับมอบหมายเพียงเพื่อให้บริการหรือเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟตัวประมวลผลหน่วยความจำและส่วนประกอบอื่น ๆ

จุดเด่นของ บริษัท เกือบทุกแห่งที่ทำงานบนอินเทอร์เน็ตตั้งแต่ Amazon ไปจนถึง Charles Schwab คือความซ้ำซ้อน: เซิร์ฟเวอร์หลายเครื่องที่จัดเก็บสำเนาข้อมูลหลายชุด นี่เป็นกรณีที่น้อยกว่าใน Prineville ที่ Ken Patchett ผู้อำนวยการฝ่ายปฏิบัติการข้อมูลตะวันตกของ Facebook มุ่งเน้นไปที่ความยืดหยุ่นแทนที่จะกำหนดความสามารถในการเตรียมพร้อมทุกครั้งที่มีคนล็อกออนเข้าสู่ Facebook

การมุ่งเน้นไปที่ "ความยืดหยุ่นไม่ใช่การซ้ำซ้อน" ตามที่ Patchett กล่าวไว้เป็นไปได้เพราะ Facebook มีความหรูหราในการจัดเก็บสำเนาหลายชุดของข้อมูลในสถานที่อื่น ๆ ทั่วโลกตั้งแต่ Lulea, Sweden, Altoona, Iowa ดังนั้นแทนที่จะมีสองอย่างหรือมากกว่านั้นทุกอย่างมันสามารถมุ่งเน้นไปที่การซื้ออุปกรณ์เชิงกลยุทธ์ในแต่ละสถานที่เช่นมีเครื่องกำเนิดพลังงานสำรองหนึ่งเครื่องสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลักทุกหกเครื่อง

“ คุณจะต้องรับผิดชอบต่อ fiscally ถ้าคุณจะยืดหยุ่น” Patchett อธิบาย เขาเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งศูนย์ข้อมูลไฮเทคในทะเลทรายที่สูงของโอเรกอน ก่อนที่เขาจะมาที่ Facebook เขาได้ช่วยสร้างดาต้าเซ็นเตอร์ใน The Dalles, Ore. สำหรับ Google หนึ่งใน บริษัท อินเทอร์เน็ตรายแรก ๆ ที่ใช้ประโยชน์จากพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำราคาถูกและอากาศที่เย็นสบายและแห้งแล้ง สถานะ.

แน่นอนว่าพลังที่มีอยู่มากมายมีความสำคัญต่อการทำงานของ Facebook อุณหภูมิของเซิร์ฟเวอร์ถูกควบคุมโดยการรวมกันของน้ำหล่อเย็นและพัดลมขนาดใหญ่ที่ดึงในอากาศทะเลทรายแห้ง (ด้านล่าง) แทนที่จะเป็นชุดเครื่องปรับอากาศแบบใช้พลังและเงิน ช่วงอุณหภูมิเป้าหมายอยู่ระหว่าง 60 และ 82 องศาฟาเรนไฮต์ ทีมของ Patchett ประสบความสำเร็จในการบรรลุเป้าหมายที่ Prineville มีอัตราส่วนประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ 1.07 ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์ระบายความร้อนไฟและเครื่องทำความร้อน - ทุกอย่างที่ไม่ใช่อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ - ใช้พลังงานเพียง 7 เปอร์เซ็นต์ของการใช้พลังงานทั้งหมดของโรงงาน .

32 iPhones ในกล่อง

การระบายความร้อนและพลังงานส่วนใหญ่มุ่งไปที่การตอบสนองความต้องการของเซิร์ฟเวอร์ แต่บางแห่งถูกเบี่ยงเบนไปยังห้องทดสอบแอพขนาดเล็กที่มีความหมายในการลดการใช้พลังงานไม่ใช่แค่ใน Prineville เท่านั้น แต่ในโทรศัพท์ทุกเครื่องที่มี Facebook

มันไม่มีความลับที่แอพ Facebook ได้ต่อสู้กับการจัดการพลังงาน เดอะการ์เดียน อ้างเมื่อต้นปีที่แล้วว่าแอพนี้ลดอายุการใช้งานแบตเตอรี่บน iPhone ลง 15 เปอร์เซ็นต์ เพื่อลดความแอพและลดการใช้พลังงานแบตเตอรี่ บริษัท ได้นำโทรศัพท์ iOS และ Android ประมาณ 2, 000 เครื่องมาที่ Prineville ซึ่งติดตั้งไว้ในกล่องในกลุ่ม 32

แต่ละกล่องมีเครือข่าย Wi-Fi ของตัวเองล้อมรอบด้วยผนังฉนวนและเทปทองแดงซึ่งวิศวกรกลับไปที่สำนักงานใหญ่ใน Silicon Valley ใช้ในการส่งมอบแบตเตอรี่ทดสอบ พวกเขากำลังมองหา "การถดถอย" ในการใช้งานแบตเตอรี่และประสิทธิภาพที่เกิดจากการอัพเดตแอพ Facebook, Instagram, Messenger และ WhatsApp หากพวกเขาพบหนึ่งในรหัสของ Facebook พวกเขาแก้ไขได้ หากผู้พัฒนาไม่มีประสิทธิภาพระบบของพวกเขาจะแจ้งผู้กระทำความผิดทางอีเมลโดยอัตโนมัติ

กล่องไม่ได้บรรจุ iPhone 6s หรือ Galaxy S7 ล่าสุดเท่านั้น ทางด้าน iOS มีหลายรุ่นจาก iPhone 4s และใหม่กว่า ด้าน Android ใครจะรู้ พอจะพูดได้ว่ามีผู้ชายคนหนึ่งที่ทำงานเพื่อหาอุปกรณ์ Android ที่คลุมเครือและพาพวกเขาไปที่ Prineville

“ เราต้องจัดหาโทรศัพท์จากทุกที่” แอนทอนรีโอพัตทวิศวกรที่ช่วยพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานการทดสอบและซอฟต์แวร์กล่าว เป้าหมายสูงสุดของเขาคือการเพิ่มความจุของชั้นวางสองเท่าเพื่อรองรับโทรศัพท์ได้มากถึง 62 เครื่องและหาวิธีลดขั้นตอนแบบแมนนวล 20 ขั้นตอนที่จำเป็นในการกำหนดค่าโทรศัพท์สำหรับการทดสอบในขั้นตอนเดียว ที่ควรปลอบใจทุกคนที่เคยมีโทรศัพท์ของพวกเขาตายในขณะที่รีเฟรชฟีดข่าวของพวกเขา

Big Sur: สมอง AI ของ Facebook

ขั้นต่อไปในการทัวร์ของเราคือเซิร์ฟเวอร์ปัญญาประดิษฐ์ Big Sur ซึ่งเหมือนกับชายฝั่งแคลิฟอร์เนียที่พวกเขาได้รับการตั้งชื่อว่าเนื้อหานั้นเป็นส่วนที่งดงามที่สุดของศูนย์ข้อมูล แน่นอนว่าเราไม่ได้พูดถึงทิวทัศน์อันกว้างไกลของมหาสมุทรแปซิฟิก แต่เป็นหน้าจอคอมพิวเตอร์ที่แสดงสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นกลุ่มของภาพเขียนโดย Ian Buck รองประธานฝ่ายการคำนวณเร่งของ Nvidia

“ เราฝึกฝนเครือข่ายประสาทเทียมเพื่อให้รู้จักการวาดภาพ” บั๊กอธิบาย “ หลังจากผ่านไปประมาณครึ่งชั่วโมงการดูภาพเขียนก็สามารถเริ่มสร้างภาพของตัวเองได้”

คนที่จัดแสดงคล้ายกับอิมเพรสชั่นนิสต์ของฝรั่งเศสในศตวรรษที่ 19 แต่มีการเปลี่ยนแปลง หากคุณต้องการผลไม้ที่ยังมีชีวิตอยู่และแนวแม่น้ำ Big Sur จะวาดภาพให้คุณโดยการปรับกำลังการผลิต 40 เพตาฟลูปต่อหนึ่งเซิร์ฟเวอร์ เป็นหนึ่งในระบบ AI ที่ใช้ Nvidia GPU ในกรณีนี้คือโปรเซสเซอร์ Tesla M40 ที่ใช้ PCI.e เพื่อแก้ปัญหาการเรียนรู้ของเครื่องที่ซับซ้อน โครงการดูแลสุขภาพ DeepMind ของ Google ยังใช้โปรเซสเซอร์ของ Nvidia

Facebook กำลังใช้ Big Sur เพื่ออ่านเรื่องราวระบุใบหน้าในภาพถ่ายตอบคำถามเกี่ยวกับฉากเล่นเกมและเรียนรู้กิจวัตรและงานอื่น ๆ นอกจากนี้ยังเป็นการเปิดแหล่งซอฟท์แวร์โดยนำเสนอพิมพ์เขียวสำหรับนักพัฒนาคนอื่น ๆ สำหรับวิธีการตั้งค่าโครงสร้างพื้นฐานเฉพาะของตนเอง ฮาร์ดแวร์ดังกล่าวประกอบด้วยบอร์ด GPU Tesla M40 แปดตัวซึ่งแต่ละแผงสามารถจ่ายได้มากถึง 33 วัตต์ ส่วนประกอบทั้งหมดสามารถเข้าถึงได้ง่ายภายในลิ้นชักเซิร์ฟเวอร์เพื่อเพิ่มความสะดวกในการอัพเกรดซึ่งแน่นอนว่า Nvidia จะเปิดตัวเทสลา GPU รุ่น PCI.e รุ่นใหม่ซึ่งรวมถึง P100

ห้องเย็นสำหรับภาพถ่ายที่ถูกลืม

เนื่องจาก Prineville เป็นศูนย์ข้อมูลแห่งแรกของ Facebook จึงมีแนวโน้มที่วิศวกรจะทำการทดสอบแนวคิดเพื่อทำให้เซิร์ฟเวอร์ของ Facebook มีประสิทธิภาพมากขึ้น หนึ่งในแนวคิดล่าสุดคือห้องเย็นหรือเซิร์ฟเวอร์เฉพาะที่เก็บอะไรไว้บน Facebook ที่ไม่ได้รับมุมมองมากมายเช่นรูปถ่ายโรงเรียนมัธยมของคุณหรือเหตุการณ์ล่าสุดที่คุณโพสต์เมื่อ Michael Jackson เสียชีวิตในปี 2552 .

ความลับของห้องเย็นที่นำไปสู่ความสำเร็จคือหลายระดับ ระดับแรกประกอบด้วยฮาร์ดแวร์ระดับองค์กรที่มีประสิทธิภาพสูงในขณะที่ระดับชั้นล่างใช้ส่วนประกอบที่ราคาถูกกว่าและในบางกรณี - สำหรับภาพถ่ายเหล่านั้นของคุณด้วยเครื่องมือจัดฟันที่คุณหวังว่าจะไม่มีใครเห็น - ห้องสมุดเทปสำรอง ผลลัพธ์ที่ได้คือแร็คเซิร์ฟเวอร์เก็บข้อมูลเย็นแต่ละแร็คสามารถเก็บข้อมูลได้ 2 เพตาไบต์หรือเทียบเท่าเพนนี 4, 000 กองที่ไปถึงดวงจันทร์

อาคารสำหรับอนาคต

แม้ว่า Facebook จะนำอินเทอร์เน็ตที่เร็วขึ้นและผลประโยชน์อื่น ๆ ไปยัง Prineville รวมถึงการบริจาคมากกว่า 1 ล้านเหรียญสหรัฐให้กับโรงเรียนและองค์กรการกุศลท้องถิ่น โอเรกอนให้เงินจำนวนมากในการลดหย่อนภาษีให้กับ บริษัท ในช่วงเวลาที่เศรษฐกิจในท้องถิ่นยังคงหมุนวนจากฟองสบู่ที่อยู่อาศัยในปี 2551 ซึ่งเป็นเส้นทางเฉลี่ยของชาติ

ถึงกระนั้นผู้คนจำนวน 1.65 พันล้านคนก็ยังไม่สามารถเข้าถึง Facebook ได้หากไม่มีด่านทะเลทรายและศูนย์ข้อมูลน้องสาว และถึงแม้มันจะสร้างความประทับใจให้กับอาคาร Prineville แห่งที่สี่ของ บริษัท บริษัท ก็กำลังดำเนินการเพื่อสร้างศูนย์ที่ห้าในเท็กซัส แต่ถ้านั่นทำให้คุณรู้สึกผิดเกี่ยวกับพลังงานที่ Facebook ของคุณใช้งานมันก็ไม่ควร Patchett ระบุว่าผู้ใช้รายหนึ่งที่ใช้งาน Facebook ตลอดทั้งปีใช้พลังงานน้อยกว่าที่ต้องการเพื่อทำลาเต้ กล่าวอีกนัยหนึ่งคุณสามารถละทิ้งการเดินทางไปสตาร์บัคส์หนึ่งครั้งและเลื่อนดูฟีดข่าวของคุณไปยังเนื้อหาในหัวใจของคุณ