NVMe é a revolução silenciosa de TI – o que é e por que você deve adotá-lo?

#KingstonCognate apresenta Rafael Bloom

Rafael passou sua carreira dentro de cargos seniores de Produtos de Tecnologia, Comunicações de Marketing e Desenvolvimento de Negócios. Sua prática de consultoria se concentra nos novos desafios organizacionais, de produto e de comunicação para mudanças tecnológicas e regulatórias, com uma mira central na construção e preservação de fluxos de receita.

Esse trabalho altamente diverso envolve uma experiência no assunto sobre conformidade e governança de informação por projeto, privacidade de dados e tecnologias emergentes como AdTech, Móvel e 5G, Inteligência Artificial e Aprendizado de Máquina.

Computação: Potência e velocidade

Já abordei antes de como o armazenamento e a memória são fundamentais para as novas experiências digitais dos anos 2020. Isso se resume ao fato de que você pode ter o processador mais rápido que se possa imaginar, mas não conseguir aproveitar esse poder por causa de gargalos na arquitetura interna do dispositivo. As unidades NVMe – especialmente as unidades mais recentes que aproveitam ao máximo o padrão de geração mais recente – derrotam todas as outras opções.

Existem algumas razões simples pelas quais o NVMe é diferente que eu gostaria de descrever, mas primeiro vamos estabelecer quais podem ser os casos de uso típicos para escolher o NVMe:

Na borda, os ‘usuários avançados de estações de trabalho de alto desempenho que lidam com as tarefas computacionais mais exigentes, como pós-produção de vídeo 4K ou renderização de gráficos 3D com traçado de raio. Para obter um desempenho suave e renderizações rápidas durante a edição e processamento de imagens de vídeo, você precisa mover grandes quantidades de dados não compactados. Esses processos podem sofrer resistência por muitos fatores – RAM insuficiente por exemplo – mas também essas tarefas computacionais estão se tornando demais para um disco rígido giratório lidar, e com o crescimento exponencial dos volumes de dados, até mesmo um disco de estado sólido (SSD) tradicional vai ter dificuldades.

Essencialmente, o gargalo de desempenho não é necessariamente o fato de que o dispositivo é de estado sólido – afinal, os drives NVMe são eles mesmos SSDs – mas sim os limites da interface que acontecem entre o SSD e a CPU. Isso remonta a como os computadores evoluíram – os drives eram conectados através de um cabo, com uma evolução gradual da capacidade de uma interface, a partir da interface RS-232 antiga, através de SCSI e, mais tarde, o padrão SATA. O NVMe adota uma abordagem diferente. Pode até ser descrito como óxido nitroso para a CPU.

A nova geração de unidades NVMe usa o padrão PCIe 4.0 para ler, gravar e mover dados. Esse padrão tem largura de banda de transferencia de dados que é várias vezes superior as unidades SATA mais rápidas. SATA supera em cerca de 6 Gb por segundo – muito bom, mas o NVMe pode alcançar até 32 Gb por segundo. Isso é por conta de muitos fatores, mas o mais fácil de entender é que o NVMe simplesmente tem mais ‘pistas para mover dados. O NVMe também foi projetado para se integrar melhor com as redes que sustentam a infraestrutura de computação atual.

Os SSDs NVMe são projetados para mais de uma parte integrada da estrutura de uma rede de TI. O NVMe funciona com integração mais direta na CPU do computador. Isso evita gargalos de dados que acontecem mesmo com os SSDs SATA mais rápidos quando levados ao limite. O formato de um dispositivo NVMe para consumidor também é crucial – eles são do tamanho de um chiclete de barra, o que significa que eles podem caber em pequenos dispositivos, como laptops. Talvez você não saiba, mas até mesmo o Sony PlayStation 5 executa o NVMe, o que significa que os tempos de carregamento no console podem cair de 40 a 60 segundos do PS4 para cerca de 3 ou 4 segundos.

Centros de dados sob pressão

Em segundo lugar, precisamos apenas olhar para o aumento maciço da demanda global por data centers. A computação na nuvem alimenta grande parte de nossas vidas diárias. De qualquer forma, isso estava acontecendo em um certo ritmo, mas a COVID-19 provou ser o catalisador da digitalização e virtualização de escritórios e da regra absoluta do dispositivo móvel. Além disso, os tipos de tarefas computacionais que ocorrem em data centers são cada vez mais complexos e exigentes.

A Inteligência Artificial, por exemplo, é um termo que abrange uma ampla gama de tarefas computacionais, e muitas delas dependem de aprendizado de máquina. O que os modos computacionais de IA têm em comum é que todos eles se utilizam de grandes quantidades de dados para funcionar. E novamente, o NVMe é a tecnologia que faz uma diferença significativa quando se trata de fazer as coisas de forma rápida e perfeita.

Por exemplo, vamos considerar o que está acontecendo na vertical da indústria de saúde, não apenas o fato de que a medicina é agora um domínio digital. Os diagnósticos assistidos por IA e os algoritmos preditivos precisam lidar com a análise de milhões de registros – e cada registro individual pode ser algo como uma imagem digital de alta resolução que tem gigabytes de tamanho. Mover todos esses dados envolve uma computação diferente de qualquer processo cognitivo que um ser humano possa reconhecer – afinal, isso é inteligência artificial – e isso exige uma enorme largura de banda de dados.

Na escala industrial de um data center, o NVMe pode fazer o trabalho – silenciosamente, a baixas temperaturas e ocupando um espaço mínimo.

O que eu procuro ao considerar uma atualização para o NVMe?

Aqui pode ser menos simples – alguns SSDs que não são NVMe podem se conectar ao mesmo slot que um drive NVMe, mas ainda assim, não oferecerem um desempenho NVMe. Isso porque o conector – conhecido como ‘conector M.2, para aqueles que ainda precisam de terminologia e acrônimos mais técnicos – é compatível com SSDs SATA que têm o mesmo ‘formato de chiclete.