L’evoluzione degli Storage NVMe
Man mano che gli SSD (Solid State Drives) basati su flash diventano gradualmente mainstream e sostituiscono i tradizionali dischi rigidi, i protocolli SAS (Serial attached SCSI) e SATA (Serial Advanced Technology Attackment) non sono più sufficienti per fornire alle aziende la velocità necessaria per utilizzare a pieno la capacità di archiviazione SSD. In questo modo, un nuovo protocollo di archiviazione NVMe (Non-Volatile Memory Express), sviluppato appositamente per la memoria non volatile, diventerà in futuro una parte importante per molti data center. Analisti come IDC ritengono che lo storage NVMe sostituirà i protocolli di storage tradizionali, soprattutto per i principali carichi di lavoro sensibili alla latenza.
Elaborazione più rapida per mezzo di storage più rapidi
L’SSD ha effettuato grandi progressi sulle unità disco, modificando la latenza di accesso ai dati da un ritardo medio del tempo di ricerca di 5 ms delle unità disco tradizionali a 200 μs (0,2 ms) dell’SSD. Dopo aver aggiunto funzionalità enterprise quali il dual port e una durata ragionevole, gli SSD entrano nel mercato degli array sotto forma di AFA (All-Flash Array), oppure come cache e tier negli array di dischi ibridi. Sebbene le unità ibride siano più lente degli AFA, sono in grado di contenere più dati e sono più veloci degli array composti da soli dischi.
Di nuovo, gli NVMe migliorano notevolmente la velocità degli SSD. Potendo accedere direttamente al bus PCIe, riescono a ridurre la latenza a 30μs (0,03ms). Ciò aiuta il server ad accedere in connessione diretta agli SSD NVMe. Lo storage NVMe è in grado di farlo perché il suo set di comandi richiede meno della metà del numero di istruzioni della CPU (Central Processing Unit) per elaborare le richieste I/O rispetto ai set di comandi SCSI (Small Computer System Interface) e ATA (Advanced Technology Annex). ). L’NVMe supporta comandi da 64K in una coda di messaggi e fino a 64K code. Rispetto ai protocolli tradizionali, i dispositivi SAS supportano solo fino a 256 comandi per coda, mentre i SATA supportano fino a 32 comandi.
L’importanza della latenza per il tuo business
Lo storage NVMe era originariamente un’interfaccia controller host progettata per utilizzare il bus PCIe per trasferire rapidamente i dati tra l’host e l’SSD di destinazione. L’obiettivo era ridurre i componenti di trasmissione per ridurre la latenza, migliorare le prestazioni, fornire I/O paralleli e persino ridurre il consumo energetico. Questi vantaggi sono particolarmente adatti per le seguenti applicazioni che utilizzano la memoria flash NVMe.
- Database: lo storage NVMe è rapidamente diventato la prima scelta per le aziende che utilizzano database relazionali intensivi. Il miglioramento delle prestazioni dei sistemi di storage flash NVMe riducono il numero di server fisici e licenze di database richieste.
- AI (Intelligenza Artificiale): le odierne applicazioni di AI e machine learning sono incentrate sulla velocità, poiché elaborano i dati molto più velocemente. Devono essere superiori al passato. Si affidano anche a set di dati più grandi, in particolare per addestrare algoritmi di sistemi intelligenti. L’NVMe fornisce la larghezza di banda e la bassa latenza necessarie per questi carichi di lavoro impegnativi, rendendolo una scelta mainstream per lo storage AI.
- HPC (High-Performance Computing): gli SSD NVMe possono essere utilizzati per applicazioni HPC o FinTech (Finacial Technology), come il trading ad alta frequenza, dove la latenza a bassa tecnologia è essenziale. Può accelerare i calcoli riducendo il tempo di attesa del processore per leggere i dati dalla memoria.
- Virtualizzazione: abilitare più VM (macchine virtuali) su server fisici è un altro modo in cui lo storage NVMe può apportare vantaggi alle aziende. I sistemi virtuali con un elevato rapporto tra macchine virtuali e server fisici presentano un carico I/O elevato. L’NVMe è in grado di supportare le funzionalità I/O necessarie per soddisfare queste esigenze.
IOPS più elevati e bassa latenza sono ripetutamente correlati alla tua attività, ovviamente, ciò influirà anche sul tuo budget IT.
Passo successivo, il miglioramento delle comunicazioni Network Fabric degli Storage
L’NVMe è molto più di una semplice interfaccia controller host ad alte prestazioni per la connessione diretta agli SSD. Si è sviluppato all’interno di un’architettura di storage. Con l’avvento di strutture basate sull’NVMe e sull’NVMe-oF (NVMe over Fabrics), gli amministratori IT possono utilizzare strutture di storage comuni per estendere i vantaggi dello storage NVMe al resto della propria infrastruttura IT.
NVMe-oF definisce un’architettura comune che supporta una serie di reti di storage per il protocollo di archiviazione a blocchi NVMe sullo storage network. Ciò include l’abilitazione delle interfacce front-end ai sistemi di storage e l’espansione a un gran numero di dispositivi NVMe. L’NVMe-oF supporta i protocolli Fibre Channel, RDMA (Remote Direct Memory Access) e TCP/IP. I vantaggi dell’NVMe-oF includono connessioni più veloci tra lo storage e le applicazioni sui server e un utilizzo più efficiente della CPU. Questo può ulteriormente favorire l’integrazione tra i datacenter e l’utilizzo della rete.
Conclusioni
Ora, i dati sono diventati una risorsa preziosa in questa era di trasformazione digitale. La tecnologia NVMe può eliminare il divario prestazionale tra memoria e unità disco, aprendo così un nuovo modello per la creazione di applicazioni e servizi.
Il vantaggio degli storage NVMe è che la tecnologia ha cambiato radicalmente il modo in cui gli amministratori IT vedono lo storage e la memoria. L’NVMe non considera più lo storage come un luogo in cui archiviare i dati, ma trasforma lo storage in un’estensione della memoria, eliminando così passaggi aggiuntivi e inefficienze.
Questa funzionalità è molto importante per le applicazioni che richiedono prestazioni ultra elevate. Si possono ottenere le stesse capacità applicative, ma utilizzando meno apparecchiature. È anche molto utile per il business ridurre il TCO (Total Cost of Ownership).
