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Pure Storage sieht mehrere Treiber für superschnelles Protokoll: Ausgabe 06/2019, 04.04.2019

NVMe auf dem Weg zum Mainstream

Vor fünf Jahren war Non-Volatile Memory Express (NVMe) eine interessante, aber letztendlich nur für Nischen interessante Speichertechnologie. Im Laufe der Zeit fand sie aufgrund ihrer Fähigkeit, den Engpass bei SAS (Serial-attached SCSI) durch Tausende von Warteschlangen zu ersetzen, in Smartphones und Laptops weite Verbreitung.

Bilder: Pure

Diese kleinen Geräte benötigen einen effizienten Zugriff auf ihren Speicher. Pure Storage sieht nun auch im Bereich der professionellen Speichersysteme eine konstant steigende Nachfrage an NVMe und nennt dafür mehrere Treiber.
«Die All-Flash-Speicherarchitekturen sind durch die SAS-basierte serielle Konnektivität grundsätzlich eingeschränkt. Unabhängig davon, wie viele CPU-Kerne verwendet werden oder wie dicht der Flash-Speicher ist, mussten bislang alle Daten seriell übertragen werden», erläutert Markus Grau, Principal Systems Engineering, Pure Storage. «Mit Tausenden von Warteschlangen erlaubt NVMe nun Rechen- und Speicherfunktionen für eine massiv parallele Kommunikation, so dass alles schneller vonstattengeht.»

NVMe löst Flaschenhälse auf
NVMe ist ein Protokoll, das die Kommunikation zwischen CPUs und Solid State Drives (SSD) beschleunigt. Es ersetzt das bestehende SCSI-Protokoll, das es seit mehr als drei Jahrzehnten gibt. SCSI stellt eine Nachricht in eine Warteschlange, was im Wesentlichen ein Stapel von Befehlen ist, die das Gerät nacheinander ausführen wird.
Unabhängig davon, wie fortschrittlich oder teuer das Netzwerk, das das SCSI-Protokoll nutzt, ist, kann aber jeder Befehl nur einzeln ausgeführt werden. In der neuen NVMe-Welt wird dieser Engpass im Backend aller FlashArrays durch massive Parallelität beseitigt. Dies bedeutet bis zu 64 000 Warteschlangen und Lockless-Verbindungen, die jedem CPUKern einen dedizierten Warteschlangenzugriff auf jede SSD ermöglichen.
Während NVMe bei Smartphones & Co. Wunder bewirkt hat, besteht der nächste Schritt darin, diese Vorteile auf Systeme zu übertragen, die über ein Netzwerk mit dem
Speicher verbunden sind – und nicht über PCI-Express. Es gibt einen offenen, herstellerunabhängigen Standard, um dies zu lösen: NVMe over Fabrics (NVMe-oF), die Erweiterung von NVMe auf Ethernet- und FibreChannel-Speichernetzwerke. NVMe-oF verwendet den schlanken NVMe-Befehlssatz und das effiziente NVMe-Queueing-Modell. Hinzu kommt eine abstrakte Schnittstelle, mit der der PCIe-Transport durch andere Transporte ersetzt werden kann, die eine zuverlässige Datenübertragung ermöglichen.

NVMe wird 2019 Fahrt aufnehmen
Tatsächlich wird das enorme Durchsatzplus von NVMe gegenüber SAS erforderlich sein, um die Vorteile der zukünftigen Entwicklungen bei Multicore-CPUs, superdichten SSDs, neuen Speichertechnologien und Hochgeschwindigkeitsverbindungen auszuschöpfen. Dies betrifft gerade Anwendungen wie künst
liche Intelligenz, maschinelles Lernen und Automatisierung.
Datenintensive, komplexe Branchen wie der Finanzsektor und E-Commerce sind besonders gut positioniert, um davon zu profitieren. Es ist kein Geheimnis, dass schnellere Transaktionen pro Sekunde mehr Umsatz pro Sekunde bedeuten. NVMe-oF bedeutet, dass auf den gesamten Speicher in Mikrosekunden zugegriffen werden kann. Für die Endbenutzer gibt es somit keinen Unterschied mehr zwischen lokalem Speicher und entferntem, mit Hochgeschwindigkeits-Netzwerken verbundenem Speicher.

Infoservice
Pure Storage Germany GmbH
Konrad-Zuse-Platz 5, DE-81829 München
Tel. 0049 89 207 042 570
dach@purestorage.com, www.purestorage.com

 



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