¿Es NVMe Flash la opción correcta para usted?


Con el disco duro tradicional que reemplaza los discos duros de vinilo, los cartuchos de cinta e incluso los discos compactos, NVMe Flash Memory tomará el formato de almacenamiento empresarial elegido, al menos para las operaciones de alto rendimiento.

NVMe (Non-Volatile Memory Express) es un protocolo de memoria y una interfaz de controlador de host diseñada para acelerar la transferencia de datos entre sistemas y unidades de estado sólido (SSD). Esto se realiza mediante un bus expreso PCIe de alta velocidad (19459006).

Antes de NVMe, los SSD se conectaban a las computadoras a través de Serial ATA o SAS . y usé la Interfaz avanzada de controlador de host (AHCI) para la comunicación.

El NVM Express Workgroup al que pertenecen proveedores como Samsung, Sandisk, Dell, Intel y Seagate, desarrollaron NVMe para permitir el funcionamiento de los SSD en lugar de la memoria, en lugar del disco duro que emula es.

El protocolo está optimizado para NAND flash de próxima generación y almacenamiento en estado sólido. Como resultado, las computadoras se vuelven mucho más rápidas en operación.

A medida que las velocidades de proceso y memoria crecían cada vez más rápido, las unidades e interfaces ya no podían competir. Por esta razón, se desarrolló para cerrar la brecha entre la memoria rápida y la memoria lenta.

Los beneficios de NVMe

NVMe no solo proporciona un acceso más rápido a los datos, sino que también consume menos energía. Esto hace que sea más barato para las empresas reducir los costos, y para los dispositivos móviles significa una mayor duración de la batería.

NVMe reduce la latencia y aumenta las IOPS (entrada) / salida por segundo) en comparación con los discos giratorios en un disco duro convencional. NVMe tiene velocidades de acceso hasta 100 veces más rápidas que una unidad de disco duro tradicional.

Con el mayor ancho de banda de NVMe y el paralelismo incorporado, múltiples núcleos pueden realizar simultáneamente operaciones de escritura y lectura en dicha memoria.

almacenado en la memoria flash sin partes móviles. Esto significa que la probabilidad de falla catastrófica es muy baja. Sin partes móviles significa que las unidades NVMe no causarán ruido ni vibraciones.

Encontrando el NVMe adecuado para su negocio

NVMe está disponible en una variedad de formatos y dispositivos para su negocio.

Unidades personalizadas: Para algunos sistemas, NVMe tiene una gran ventaja al poder arrancar desde allí. La mayoría de los proveedores renuncian al BIOS (y el soporte de BIOS para NVMe es raro ). Por lo tanto, los sistemas más nuevos aprovecharán al máximo la tecnología.

Las unidades SSD NVMe para computadoras portátiles y de escritorio utilizan el factor de forma M.2 . Sin embargo, la presencia de ranuras M.2 no garantiza la compatibilidad con NVMe ya que ranuras M.2 admitidas SATA.

Matrices preparadas para NVMe: Las matrices totalmente flash con conectividad NVMe completa pueden aumentar significativamente el rendimiento. Algunos racks de memoria totalmente flash NVMe pueden reemplazar múltiples racks con unidades de disco duro tradicionales, liberando espacio de almacenamiento para más almacenamiento y reduciendo los costos de energía y enfriamiento.

Principales proveedores de NVMe

[19459023Losprincipalesproveedoresempresariales ahora están comercializando sistemas totalmente flash que pueden reemplazar SSD SAS y SATA con unidades flash NVMe conectadas a PCIe. Dell EMC, HPE, Nimble Storage, IBM, NetApp y Pure Storage ofrecen arreglos totalmente flash con NVMe.

Características principales de los medios NVMe

La memoria NVMe es mucho más rápida que la memoria flash basada en SATA, e incluso más rápida que una unidad de disco duro de placa giratoria tradicional.

Un disco duro puede tener velocidades de rotación de hasta 7.200 rpm, lo que limita la velocidad de lectura de los datos. También hay latencia ya que la cabeza debe moverse físicamente al lugar donde se almacenan los datos. La mayoría de los discos duros actuales usan SATA III para permitir la transferencia de datos más rápida posible para el disco duro.

Las unidades de estado sólido generalmente usan Flash pero se conectan a través de SATA o SAS (Serial Attached SCSI). SATA tiene un límite de rendimiento de 6 Gbps, mientras que SAS tiene un límite de 12 Gbps. Esto da como resultado un cuello de botella de rendimiento porque los medios flash pueden funcionar mucho más rápido que la tecnología de interconexión.

Mientras tanto, NVMe utiliza PCIe para transferir datos entre el procesador y el SSD. PCIe 3.0 se lanzó en 2010 y ofrece 1 Gbps por carril (bidireccional). Puede tener uno, cuatro, ocho o 16 carriles en una sola ranura PCIe, representada como x1, x4, x8 o x16.

Los discos SATA y SAS y las SSD tienen solo una cola de comandos y pueden enviar 32 comandos por cola (una cola SAS puede contener hasta 256). Compare esto con NVMe, que tiene 64,000 colas de comandos y puede enviar 64,000 comandos por cola.

Los factores de forma NVMe incluyen tarjetas adicionales, dispositivos U.2 de 2,5 pulgadas y SSD M.2.

] ¿Qué trae NVMe-over-Fabrics para la fiesta?

NVMe es ideal para el almacenamiento conectado directamente, pero las redes de almacenamiento requieren algo más.

Esto es NVMe-over-Fabrics. Sustancias (NVMf) . El protocolo, lanzado por primera vez en junio de 2016, se utiliza para transmitir comandos de almacenamiento NVMe entre nodos de cliente a través de redes InfiniBand o Ethernet utilizando Acceso directo a memoria remota (RDMA) a los nodos de destino. También hay NVMe-over-Fabrics que usan Fibre Channel (FC-NVMe).

Alrededor del 90% del protocolo NVMe sobre Fabrics es idéntico al protocolo NVMe local. La principal diferencia entre NVMe y NVMf es cómo los protocolos manejan los comandos y las respuestas entre el host y el subsistema de almacenamiento.

Si bien los comandos y las respuestas locales de NVMe se asignan a la memoria compartida en un host a través de la interfaz PCIe, este es un mensaje de estructura NVMe. El transporte está configurado para manejar los comandos y respuestas de NVMe en uno sistema basado en mensajes.

Casos de uso de NVMe

La memoria que usa NVMe funciona bien para los siguientes casos de uso.

Bases de datos relacionales: NVMe se ha convertido rápidamente en la opción número uno para las empresas que utilizan bases de datos relacionales intensivas. El rendimiento mejorado de los sistemas de almacenamiento Flash NVMe reduce la cantidad de servidores físicos y licencias (bases de datos) requeridas.

AI: El aprendizaje automático y los sistemas de inteligencia artificial utilizan GPU, matrices de puertas programables en campo y aplicaciones de circuito integrado. Esto significa que los datos se procesan mucho más rápido que antes. Además, los registros utilizados para entrenar tales sistemas han crecido en tamaño. Debido a que NVMe ofrece significativamente más ancho de banda y menor latencia que SAS y SATA, permite un rendimiento extremo para grandes cargas de trabajo.

Computación de alto rendimiento: Las SSD que usan NVMe se pueden usar en aplicaciones informáticas de alto rendimiento, como el comercio de alta frecuencia, donde la baja latencia de la tecnología es crítica. Los retrasos más cortos del procesador en la lectura de datos de la memoria pueden resultar en cálculos más rápidos.



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