Grafika przedstawiająca mikrochip otoczony sześcianami symbolizującymi pamięć

Możliwości technologii NVMe: wydobądź więcej ze swoich procesorów

Możliwość zwiększenia wydajności interfejsu SATA spowodowała, że większość centrów danych powoli przechodzi na technologię NVMe. W sytuacji korzystania z tak wolnego interfejsu, jak SATA, łatwiej jest zwiększyć pojemność lub wydajność, aby uzyskać wyższe parametry IOPS czy mniejsze opóźnienia. Jeśli spojrzeć na współczesne centra danych, większość architektów infrastruktury koncentruje się na poprawie wydajności procesorów. Mimo szafy pełnej drogich procesorów (niezależnie od liczby rdzeni lub kosztów opłaconych licencji) centra danych rzadko są w stanie wykorzystać więcej niż 30% ich maksymalnej wydajności.

Wyobraźmy sobie, że płacimy za serwerownię wypełnioną procesorami klasy Ferrari tylko po to, aby utknąć na drodze z ograniczeniem prędkości do 60 km/h. To jednak jeszcze nie czas na wybór między Fordem a Ferrari, lecz raczej między benzyną bezołowiową a wysokooktanową.

Technologia NVMe otwiera nowe możliwości, zarówno jeśli chodzi o szybkość przesyłania danych, jak i dostępność pamięci, co pozwala dwukrotnie zwiększyć wykorzystanie wydajności procesorów: z 30% do niemal 60%. Korzystając z istniejącej infrastruktury, technologia NVMe może sprawić, że procesory będą działać wydajniej – z mniejszymi opóźnieniami i większą przepustowością. Jednak muszą istnieć warunki do wdrożenia technologii NVMe. Ograniczenia mogą obejmować istniejące płyty montażowe lub brak możliwości wymiany i podłączenia w obecnej obudowie. Wtedy niezbędna jest większa modernizacja.

Dyski SSD DC1500M i DC1500B firmy Kingston do serwerów

Aby dokonać przejścia z systemu opartego na interfejsie SAS, konieczna jest zmiana architektury, o ile nie zostanie zastosowany adapter umożliwiający podłączenie dysków SSD NVMe do magistrali PCIe. Dla klienta oznacza to całkowitą zmianę platformy. W porównaniu ze sprzętowymi kontrolerami hosta SATA i SAS interfejs PCIe jest zdefiniowany programowo i zapewnia wyższą wydajność dedykowanych procesów. To zdumiewające, ja bardzo technologia NVMe wpływa na zmniejszenie opóźnień i zwiększenie możliwości procesorów do obsługi funkcji wielowątkowości.

W ten sposób dochodzimy do pytania: „Co jest dzisiaj ważniejsze? Modernizacja całego samochodu czy tylko tuning silnika?”.

W przypadku większości centrów danych zmiana będzie stopniowa – poczynając od niewielkich udoskonaleń, takich jak zastosowanie dysków Kingston DC1500M i DC1000B.

Ilustracja prędkościomierza z przechodzącą przez niego smugą światła

NVMe Over Fabrics

Specyfikacja NVMe over Fabrics (NVMe-oF) umożliwia scentralizowany, współdzielony dostęp do urządzeń NVMe za pośrednictwem specjalistycznej sieci (FC/RDMA/TCP), co pozwala na dostęp serwerów klienckich do dysku podłączonego do sieci w taki sposób, jakby był on dyskiem lokalnym. Korzyści ze scentralizowanego zarządzania pamięcią masową NVMe obejmują uproszczone zarządzanie, lepsze wykorzystanie pojemności i łatwiejszą eliminację pojedynczych punktów awarii. Specyfikacja NVMe-oF wymaga sieci typu Fibre Channel, RDMA lub TCP. Protokół Fibre Channel (FCP) jest wiodącą technologią transportu na potrzeby pamięci masowej w przedsiębiorstwach od połowy lat 90. ubiegłego wieku, wykorzystywaną do transportu pakietów SCSI za pośrednictwem sieci Fibre Channel. Dlatego kluczową kwestią dla technologii NVMe było zdefiniowanie nowego protokołu „FC-NVMe”, który umożliwiałby transport zarówno pakietów SCSI, jak i NVMe za pośrednictwem sieci Fibre Channel, co umożliwiłoby obecnym użytkownikom FCP w środowiskach SAN przejście na standard FC-NVMe. RDMA (Remote Direct Memory Access) to kolejny popularny protokół, który funkcjonuje od lat w sieciach Infiniband, RoCE (RDMA over Converged Ethernet) oraz iWARP. Był więc naturalną podstawą do wykorzystania tych technologii transportu na potrzeby standardu NVMe. TCP/IP to najbardziej popularny sieciowy protokół transportowy, oparty na solidnych zasadach projektowania od końca lat 70. Naturalnym rozwiązaniem dla technologii NVMe było więc opracowanie metodologii przesyłania poleceń NVMe przez istniejące sieci TCP w celu obniżenia kosztów wdrożenia i skrócenia czasu konfiguracji.

Pojawienie się specyfikacji NVMe-oF wiąże się również z większymi wyzwaniami dla infrastruktury IT, ponieważ wąskie gardło, które istniało w przypadku urządzeń SCSI, przenosi się w górę na kontrolery i interfejsy sieciowe. Jednak wiele firm wprowadziło innowacje w postaci przełączników i kart sieciowych, które umożliwiają obsługę większych szybkości transferu w sieci i zapewnienie wysokiego poziomu jakości usług (QoS). Także wszyscy producenci macierzy opartych na technologii flash wprowadzili innowacje, oferując kompleksową implementację standardu NVMe-oF wraz z szeregiem narzędzi umożliwiających dostrojenie w celu uzyskania lepszej jakości usług i wyeliminowania „hałaśliwych sąsiadów”.

#KingstonIsWithYou

Powiązane produkty

Aby dowiedzieć się, jak wirus COVID-19 wpłynął na działanie naszej firmy, kliknij tutaj.