Развитие NVMe-накопителей
По мере того как SSD на основе флэш-памяти (Solid State Drives) становятся все более популярными и начинают вытеснять традиционные жесткие диски, протоколов SAS (Serial Attached SCSI) и SATA (Serial Advanced Technology Attachment) уже недостаточно, чтобы обеспечить предприятиям скорость, необходимую для полноценного использования SSD-накопителей.
Таким образом, новейший протокол хранения NVMe (Non-Volatile Memory Express), разработанный специально для энергонезависимой памяти, может стать важной частью многих центров обработки данных в будущем.
Специалисты IDC считают, что системы хранения NVMe заменят традиционные протоколы хранения данных, особенно для основных рабочих нагрузок, требовательных к задержкам.
Ускорение Обработки Данных с Поддержкой Ускоренного Хранения
SSD значительно превзошли возможности дисковых накопителей, изменив задержку доступа к данным со средней задержки поиска в 5 мс у дисковых накопителей до 200 мкс (0,2 мс) у SSD. После добавления корпоративных функций с двумя портами и разумной выносливостью, SSD выходят на рынок массивов в виде AFA (All-Flash Arrays), а также в качестве кэша и слоев в гибридных дисковых массивах. Несмотря на то что гибридные диски медленнее AFA, они позволяют хранить больше данных и работают быстрее, чем обычные дисковые массивы.
NVMe значительно повышает скорость работы SSD. Это позволяет напрямую обращаться к шине PCIe, снижая задержку до 30 мкс (0,03 мс). В результате сервер получает доступ к напрямую подключенным NVMe SSD. NVMe-накопитель способен на такую работу, поскольку его набор команд требует менее половины количества инструкций центрального процессора (CPU) для обработки запросов ввода-вывода по сравнению с наборами команд SCSI (Small Computer System Interface) и ATA (Advanced Technology Attachment). NVMe поддерживает 64 тыс. очередь команд до 64 тыс.. По сравнению с традиционным протоколом, SAS-устройства поддерживают только до 256 очереди команд , а SATA – до 32 очереди команд.
Задержка Играет Важную Роль в Вашем Бизнесе
Первоначально накопители NVMe представляли собой интерфейс хост-контроллера, предназначенный для использования шины PCIe с целью быстрой передачи данных между хостом и целевым SSD. Задача состоит в том, чтобы сократить количество компонентов передачи данных для снижения задержек, повышения производительности, обеспечения параллельного ввода-вывода и даже снижения энергопотребления. Эти преимущества очень подходят к следующим случаям использования NVMe флеш-системы.
База данных:
Xранилища NVMe быстро стали первым выбором для компаний, использующих интенсивные реляционные базы данных. Улучшенная производительность NVMe флеш-систем хранения позволяет сократить количество необходимых физических серверов и лицензий на базы данных.
ИИ (Искусственный Интеллект):
Cовременные применения искусственного интеллекта и машинного обучения нацелены на скорость, обработку данных значительно быстрее. В этом случае требуются большие объемы данных, особенно для обучения алгоритмов интеллектуальных систем. NVMe обеспечивает пропускную способность и низкую задержку, необходимые для таких требовательных рабочих нагрузок, что делает его основным выбором для хранения данных ИИ.
HPC (Высокопроизводительные Вычисления):
NVMe SSD могут использоваться для HPC или FinTech (Finacial Technology) приложений, например высокочастотной торговли, где важна низкая задержка. Они могут ускорить вычисления за счет сокращения времени ожидания процессора для чтения данных из хранилища.
Виртуализация:
Bозможность использования большего количества виртуальных машин (ВМ) на физических серверах – другое преимущество NVMe-хранилищ для предприятий. Виртуализированные системы с большим соотношением виртуальных машин к физическим серверам загружают большие объемы ввода-вывода, а NVMe поддерживает высокие объемы ввода-вывода, необходимые для достижения высоких показателей IOPS и низких задержек, которые важны для вашего бизнеса – и, также для ИТ-бюджета вашей организации.
Улучшенная Сетевых Коммуникаций Хранилища
NVMe не просто высокопроизводительный интерфейс хост-контроллера для подключения к SSD-накопителям, но и архитектура системы хранения данных. С появлением NVMe на основе структур и NVMe-oF (NVMe over Fabrics) ИТ-администраторы могут использовать стандартные структуры хранения данных для расширения преимуществ NVMe-хранилищ в своей ИТ-инфраструктуре.
NVMe-oF представляет собой общую архитектуру, которая поддерживает ряд сетей хранения данных для реализации в сети блочного хранения данных протокола NVMe. Это включает в себя обеспечение доступа к интерфейсам фронтенда систем хранения данных и расширение возможностей широкого спектра NVMe-устройств. NVMe-oF поддерживает протоколы Fibre Channel, RDMA (Remote Direct Memory Access) и TCP/IP. Преимущества NVMe-oF заключаются в более быстром соединении между хранилищем и приложениями на сервере и более продуктивном использовании процессора. Это позволяет интегрировать центры обработки данных и сети для дальнейшего использования.
Заключение
На сегодняшний день данные стали ценным ресурсом компании во времена цифровой трансформации. Технология NVMe позволяет сократить нехватку производительности между памятью и дисками, что открывает новые возможности в построении решений и сервисов.
Преимущество NVMe для хранения данных заключается в том, что технология фундаментально изменила взгляд ИТ-администраторов на хранение и память. NVMe больше не воспринимает хранилище как место для размещения данных, а считает его расширением возможностей, что позволяет избавиться от лишних действий и неэффективности.
Кроме того, для приложений, требующих сверхвысокой производительности, а также для снижения совокупной стоимости владения (TCO), имеются и значительные плюсы.
