Hình đồ họa 3D hơi hướng tương lai, mô tả một đường hầm hình học phát sáng với góc nhìn từ một điểm
Đẩy mạnh áp dụng NVMe trong tương lai

Tại thời điểm thế giới bước sang thập kỉ mới, đã có rất nhiều lời bàn tán về tương lai của NVMe trong các hệ thống doanh nghiệp và cơ sở hạ tầng Đám mây. Từ các cuộc thảo luận về công nghệ NVMe over Fabrics đến các kích cỡ mới và thậm chí cả PCIe 5.0, có vô số những sáng kiến công nghệ dự kiến sẽ được ra mắt trong năm nay.

Xu hướng áp dụng NVMe chỉ mới bắt đầu cho dù đã có rất nhiều phát kiến mới, sản phẩm mới và những phương pháp triển khai sáng tạo xung quanh công nghệ này. Dù tình hình triển khai có thể diễn ra chậm hơn so với kì vọng của các chuyên gia phân tích và nhà báo, chúng tôi dự đoán rằng 7 yếu tố sau đây sẽ thúc đẩy việc áp dụng NVMe trong năm nay.

1. Hiệu suất vẫn sẽ được đặt lên hàng đầu

Mặc dù hầu hết các nhà quản lý trung tâm dữ liệu đều chú trọng đến yếu tố điện toán – trên thực tế, khả năng tăng cường hiệu suất hệ thống chung của NVMe sẽ buộc nhiều người phải bắt đầu chuyển đổi. Khi có nhiều tài nguyên điện toán hơn và tốc độ truyền nhanh hơn, các trung tâm dữ liệu sẽ tinh gọn hơn nhưng lại có hiệu suất cao hơn. Điều này làm cho việc chuyển đổi lại càng hấp dẫn hơn.

2. Ngày càng có nhiều các giải pháp bán sẵn

Không phải mọi trung tâm dữ liệu đều có nguồn lực như nhau. Những tổ chức siêu lớn thường có nguồn ngân sách khổng lồ để tạo lập các cấu phần tùy chỉnh và không cần phải phụ thuộc vào các cấu phần bán sẵn để có được các sản phẩm tốt nhất hoặc nhanh nhất. Khi ngày càng có nhiều nhà sản xuất bắt đầu tung ra các giải pháp lưu trữ NVMe với giá cả phải chăng, tương ứng sẽ ngày càng có nhiều nhà cung cấp dịch vụ cấp một và cấp hai tiến hành chuyển đổi. Với mức độ sẵn có của sản phẩm trên thị trường, công nghệ này đã minh chứng được giá trị qua vô số lần kiểm thử và xác nhận trên thị trường thực tế.

3. Các phương thức RAID sẽ thay đổi

Các giá đỡ máy chủ cùng các số nhị phân lơ lửng ở giữa và hình ảnh phản chiếu rực sáng ở phía hậu cảnh

Theo lý thuyết, việc triển khai NVMe sẽ giải phóng thiết bị lưu trữ khỏi bộ điều khiển phần cứng và mang lại hiệu suất cao hơn nhiều so với SATA và SAS. Nhưng việc triển khai sẽ tạo ra vô số vấn đề khi mà kiến trúc hệ thống vẫn luôn phụ thuộc vào các bộ điều khiển RAID dựa trên phần cứng và các biện pháp đảm bảo khả năng dự phòng. Các nhà sản xuất bộ điều khiển RAID dựa trên phần cứng sẽ phải thích ứng với sự xuất hiện của NVMe và cung cấp các giải pháp kết nối với bảng nối đa năng máy chủ U.2 hiện tại để hỗ trợ các giải pháp RAID NVMe dựa trên phần cứng. Trên thị trường hiện đã có một số thẻ RAID hỗ trợ NVMe, tuy nhiên, đây vẫn là một lĩnh vực mới mẻ. Với việc RAID dựa trên phần cứng đang ở giai đoạn đầu của quá trình phát triển và các tổ chức đang chuyển đổi sang NVMe, cần phải cân nhắc các quyết định thiết kế kiến trúc bởi vì các tổ chức cần tìm hiểu cách thức duy trì khả năng đáp ứng những phương pháp có độ sẵn sàng cao, bất kể là thông qua các giải pháp HCI dựa trên phần mềm như vSAN, Ceph, RAID dựa trên Linux SW hay sao chép LVM và sao chép độ sẵn sàng cao dựa trên ứng dụng như SQL luôn bật hoặc sao chép Oracle ASM. Vẫn có thể có ý kiến cho rằng những quyết định thiết kế dựa trên phần mềm này vẫn nên tồn tại cùng các bộ điều khiển RAID dựa trên phần cứng do những bộ điều khiển này chỉ bảo vệ chống lại một điểm lỗi đơn lẻ.

4. Tác động mạnh mẽ của NVMe over Fabrics

Hình ảnh trừu trượng về các tòa nhà cùng các đường ánh sáng chiếu trên một con đường đại diện cho các đường đi của dữ liệu

NVMe-oF cho phép truy cập tập trung và đồng thời vào các thiết bị NVMe qua một mạng chuyên biệt (FC/RDMA/TCP) – điều này cho phép truy cập vào ổ đĩa được nối mạng giống như ổ đĩa cục bộ của các máy chủ khách. Các lợi ích của NVMe trong việc quản lý lưu trữ tập trung bao gồm đơn giản hóa quy trình quản lý, tận dụng dung lượng tốt hơn và dễ dàng loại bỏ các điểm lỗi đơn lẻ. Các thông số của NVMe-oF yêu cầu sử dụng các Kênh Sợi quang dạng RDMA hoặc TCP. Giao thức kênh sợi quang (FCP) đã là công nghệ truyền tải lưu trữ hàng đầu dành cho doanh nghiệp kể từ giữa những năm 1990, dùng để truyền tải các gói SCSI qua mạng kênh sợi quang. Vì lý do này, NVM express rất cần xác định giao thức “FC-NVMe” mới và cho phép truyền tải cả lưu lượng SCSI và NVMe qua kênh sợi quang, để người dùng FCP hiện tại có thể nâng cấp lên FC-NVMe. RDMA (Truy cập bộ nhớ trực tiếp từ xa) cũng là một giao thức phổ biến khác đã tồn tại trong nhiều năm trên các fabric Infiniband, RoCE (RDMA qua ethernet hội tụ) và iWARP. Do đó, việc phát triển thêm công nghệ RDMA là một cách để NVM express tận dụng các công nghệ truyền tải hiện có này. TCP/IP là loại giao thức truyền tải mạng phổ thông nhất với các nguyên tắc thiết kế lâu đời từ cuối những năm 70. Hiển nhiên, NVM express sẽ cần phát triển một phương thức truyền tải lệnh NVMe qua các mạng TCP hiện tại, nhằm giảm chi phí triển khai và đẩy nhanh thời gian thiết lập.

Sự xuất hiện của NVMe-oF cũng mang lại nhiều thách thức hơn đối với cơ sở hạ tầng CNTT, vì những rào cản vốn đã gây trở ngại cho các thiết bị SCSI nay sẽ liên quan thêm đến bộ điều khiển và giao diện mạng. Tuy nhiên, nhiều công ty đã có những cải tiến khi sử dụng các công tắc và NIC hỗ trợ tốc độ mạng cao hơn và QoS có khả năng điều chỉnh cao. Tất cả các nhà sản xuất thiết bị flash cũng đã đổi mới trong cung cấp các giải pháp triển khai NVMe-OF toàn diện, với một loạt các công cụ cho phép điều chỉnh QoS tốt hơn và loại bỏ các vùng nhiễu.

5. Tác động từ nhóm khách hàng sử dụng các giải pháp phần mềm

Các khách hàng sử dụng dịch vụ Đám mây ngày một chú trọng đến các yếu tố khác, ngoài khả năng đọc/ghi. Giờ đây họ tập trung vào cách tối đa hóa các dịch vụ điện toán chuyên sâu để cung cấp cho người dùng cuối của mình. Từ chuyển mã dựa trên Đám mây đến các ứng dụng chơi game chuyên sâu, NVMe đều có khả năng nâng hiệu suất lên một tầm cao mới. Công nghệ này cũng cho phép các nhà cung cấp dịch vụ hợp lý hóa khoản phí trả trước để đầu tư vào cơ sở hạ tầng bằng cách đưa ra các mô hình định giá dựa trên lợi ích về hiệu suất. Các giải pháp được định nghĩa bằng phần mềm hiện tại như VMware vSAN và Ceph đã phát triển vượt bậc để cho phép hỗ trợ các thiết bị NVMe và truyền tải lưu lượng NVMe giữa các nút cụm, cho phép người dùng tối đa hóa cơ sở hạ tầng điện toán của họ thông qua các giải pháp lưu trữ có chi phí thấp hơn nhưng có khả năng mở rộng linh hoạt.

Ổ SSD DC1000M & DC1000B cho máy chủ của Kingston

6. Kích thước cũng đóng vai trò thúc đẩy

Một trong những hạn chế của NVMe cho đến thời điểm này là khả năng hot swap (hoán đổi nóng). Mặc dù một số nhà sản xuất đang bắt đầu cho ra mắt các kích thước mới (bao gồm U.2, M.2, EDSFF và E1.S), điều này vẫn sẽ đòi hỏi các trung tâm dữ liệu phải thực hiện đại tu phần cứng ở quy mô lớn hơn. Nếu không có các cổng hiện tại, nhìn chung hệ thống sẽ cần có các bảng nối đa năng mới và khả năng hỗ trợ bo mạch chủ. Dù Gen4 sắp ra mắt, PCIe Gen3 vẫn sẽ là giải pháp kết nối ưu tiên vì chỉ có một kiến trúc CPU hỗ trợ Gen4. U.2 là kích cỡ được chấp nhận nhiều nhất nhờ sở hữu kích cỡ 2.5″ rất quen thuộc và trên thực tế, các nhà sản xuất máy chủ đã tung ra thị trường loại khay ổ U.2 tải trước từ rất lâu. Ngoài yếu tố kích cỡ, U.2 cũng có khả năng hoán đổi nóng nên được sử dụng ngày càng phổ biến ở các trung tâm dữ liệu.

7. Ưu tiên độ bền và hiệu suất có thể dự đoán so với tốc độ và nguồn cấp dữ liệu

Mặc dù đại đa số các nhà sản xuất ngày nay đều chú trọng vào thông số tốc độ IOPS cao nhất và độ trễ thấp nhất trên bảng dữ liệu của mình, các nhà quản lý trung tâm dữ liệu ngày càng chú trọng đến tính nhất quán hơn là hiệu suất cao nhất. Nhìn chung, các thông số tối đa này cho biết giá trị hiệu suất giả định nhưng khi được sử dụng đầy đủ với tải trọng tối đa lại hiếm khi đạt được các thông số đó một cách nhất quán. Vì vậy, các nhà quản lý trung tâm dữ liệu ngày càng ưu tiên mức hiệu suất đáng tin cậy và cao ổn định để có được khả năng dự đoán và độ tin cậy cao hơn cho khoản đầu tư của họ.

Năm nay sẽ là một năm nở rộ đối với các sản phẩm NVMe – đặc biệt là về phía khách hàng. NVMe sẽ là tương lai của lĩnh vực lưu trữ, tuy nhiên vẫn sẽ cần thêm một thời gian để các nhà quản lý trung tâm dữ liệu cân nhắc và điều chỉnh trước khi họ có thể hoàn toàn chuyển đổi từ các giải pháp SATA và SAS.

#KingstonIsWithYou

Các sản phẩm liên quan