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Las ventajas de NVMe en la empresa

Las ventajas de NVMe en la empresa

Por qué NVMe es importante para los centros de datos

Los protocolos de almacenamiento van mejorando a medida que las organizaciones invierten en la transformación digital que se está produciendo en los entornos empresariales de enormes volúmenes de datos. Hasta ahora, SATA (compatible con SSD y con los discos duros giratorios) era el protocolo predominante, pero con el advenimiento de la memoria exprés no volátil se está apuntando hacia un nuevo tipo de tecnología.

NVME LogoConocido como NVMe, el nuevo protocolo de almacenamiento posibilita a los centros de datos y a los entornos empresariales sacar el máximo partido de la memoria Flash de alto rendimiento. Puesto que la interfaz SATA se diseñó para los discos duros, si la comparamos con los SSD basados en memoria Flash resulta menos eficiente. Mientras que el protocolo SATA está disponible tanto en los discos SSD como en los discos duros, NVMe ha sido específicamente diseñado para los SSD. En consecuencia, la diferencia de rendimiento entre SATA y NVMe es impresionante.

La Fig. 1 muestra las diferencias de IOPS y ancho de banda entre SATA y NVMe

SATA III alcanza velocidades de hasta 600MB/s, pero no puede mantener continuamente este tipo de rendimiento. Los SSD basados en SATA resultan adecuados para las cargas de trabajo de algunos centros de datos, ya que hay muchos servidores tradicionales que solamente son compatibles con SSD SATA/SAS, aunque eventualmente su rendimiento se ve limitado.

Al posibilitar numerosas operaciones de E/S simultáneas, NVMe posibilita el procesamiento multinúcleos que las organizaciones necesitan para competir accediendo, manipulando y procesando eficientemente los datos en los entornos empresariales. Este nivel de calidad de servicio (QoS) es el que posibilita el excepcional equilibrio de rendimiento uniforme de E/S y elevadas prestaciones de IOPS de lectura y escritura para hacer frente a una gran variedad de cargas de trabajo.

¿Por qué optar por NVMe en lugar de SATA?

Entre las ventajas de pasarse a NVMe merecen mencionarse las mayores velocidades y las múltiples secuencias simultáneas de datos, que aprovechan a fondo el potencial de la CPU y la GPU. Además, NVMe es compatible con diversos factores de forma, como M.2, U.2 y conexiones EDSFF, lo cual lo hace versátil para numerosas plataformas de almacenamiento, desde servidores hasta matrices exclusivamente Flash.

NVMe permite dividir y secuenciar los datos, de modo que es posible escribirlos al mismo tiempo. Además, NVMe sextuplica el ancho de banda, triplica la mejora de la latencia y es compatible con múltiples núcleos y con 4K. Por otra parte, NVMe incorpora varios comandos para comunicarse con los SSD NVMe. Esto conlleva interfaces más rápidas y rutinas optimizadas para la escritura de datos en los SSD.

Para seguir siendo competitivos, los negocios y organizaciones de entornos empresariales están realizando importantes inversiones en la creación, manipulación, análisis y almacenamiento de datos. Los nuevos protocolos PCIe y NVMe han mejorado notablemente el almacenamiento, administración y acceso eficiente a los datos sin sacrificar el rendimiento al eliminar los cuellos de botella y las limitaciones de los antiguos protocolos.

También es importante que los SSD NVMe empresariales incorporen mejoras en cuanto a QoS dentro del diseño del firmware y del hardware. Un SSD NVMe de alto nivel de QoS garantiza los parámetros de E/S y latencia predecibles que una aplicación necesita para alcanzar el rendimiento que necesitan los desarrolladores hasta la interfaz del usuario final. NVMe se sitúa a la vanguardia de la tecnología de almacenamiento y está mejorando la manera en que las empresas operan con los datos.

Rendimiento de NVMe en la empresa

El incremento del rendimiento que posibilita NVMe beneficiará a las cargas de trabajo sensibles a las latencias, así como a otras áreas, como los análisis de macrodatos en tiempo real o los entornos de bases de datos con pesadas cargas de trabajo. El protocolo NVMe aprovecha las rutas de datos paralelas de baja latencia que se asemejan a las arquitecturas de procesador estándar. Esto permite un rendimiento significativamente superior y menores latencias en comparación con los protocolos SATA. Permite que las cargas de trabajo aceleren las aplicaciones existentes que requieren mayores velocidades y, al mismo tiempo, posibilita nuevas aplicaciones y capacidades para el tratamiento de cargas de trabajo en tiempo real en el centro de datos y en la periferia.
  • Alto rendimiento superior a 3GB/s

  • Baja latencia predecible y elevada uniformidad de E/S

  • Reducción de las latencias de las aplicaciones

La Fig. 2 muestra las diferencias de latencia entre SATA y NVMe

Sectores como el sanitario, el financiero y las telecomunicaciones dependen de ordenadores extremadamente rápidos, de alto rendimiento y baja latencia. Las empresas de telecomunicaciones y sanitarias aprovechan las velocidades de NVMe para el tratamiento rápido de cargas de trabajo complejas, ya que prácticamente elimina los tiempos de espera del procesador al leer los datos desde el almacenamiento. Las compañías financieras utilizan NVMe como almacenamiento adicional para acelerar grandes volúmenes de transacciones.

Las bases de datos OLTP (procesamiento de transacciones en línea) y los macrodatos también se benefician del alto rendimiento de lectura. En las bases de datos, las empresas pueden utilizar la caché de los SSD para procesar datos, metadatos e índices sin ralentizar las velocidades de lectura. Esto agiliza las búsquedas, lo que, en última instancia, mejora el rendimiento de la base de datos. Los analistas pueden adoptar decisiones en tiempo real al acceder más rápidamente a los datos, ya que las cargas de trabajo de los macrodatos ya no se frenan en cuellos de botella. NVMe no está limitado a un solo tipo de carga de trabajo específica, ya que también mejora el rendimiento de otras aplicaciones.

La Fig. 3 muestra las pruebas de OLTP


NVMe permite a los administradores optimizar los entornos virtualizados incrementando el número de máquinas virtuales que la red virtual puede admitir. Normalmente, los entornos virtuales necesitan particionar la red por cargas de trabajo, latencia o IOPS. Esto puede conllevar elevados costes y un aumento del personal dedicado a la administración. NVMe ha sido específicamente diseñado para administrar clústeres y posibilitar un rendimiento optimizado de las cargas de trabajo, con lo cual el entorno virtual consigue incrementar la velocidad de la red y mejorar el rendimiento sin necesidad de complejas particiones.

¿Por qué pasarse a NVMe?

Con el incremento de los macrodatos, los sistemas empresariales necesitan nuevas soluciones para atender a la demanda y a los retos de esta nueva frontera. Incluso los SSD de alto rendimiento conectados a los protocolos tradicionales pueden experimentar un menor rendimiento, mayores latencias y una calidad de servicio (QoS) deficiente de cara a los macrodatos.

La nueva tecnología de NVMe contribuye a evitar los cuellos de botella, permite la plena utilización de todos los núcleos de la CPU y la GPU y posibilita el escalamiento de las aplicaciones tradicionales de bases de datos y de las recientes arquitecturas de informática periférica que se deben ajustar a las nuevas necesidades.

NVMe ha sido diseñado para soportes de almacenamiento no volátiles de alto rendimiento, y es el único protocolo que puede ajustarse a los requisitos de los macrodatos y a entornos empresariales con grandes volúmenes de datos, incluyendo el almacenamiento en la nube y los ecosistemas de informática periférica. Ayuda a que las empresas almacenen, administren y accedan a los datos de manera más eficiente, mejorando el rendimiento, la fiabilidad y la uniformidad.

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