Флэш-память NVMe (nonvolatile memory express) обеспечивает более высокую производительность, необходимую дата-центрам для перехода к гибридным и мультиоблачным средам и работы в них, пишет на портале Network Computing Тим Шербак, менеджер Quantum по маркетингу корпоративных продуктов и решений.

Объем неструктурированных данных, таких как изображения и видео, растет экспоненциально, что приводит к образованию беспрецедентного количества файлов, объектов и экзабайтов данных, которые должны плавно перемещаться внутри и между дата-центрами, периферией и облаком. Организации пытаются обеспечить производительность, которую требует новый тип данных. Поскольку они стремятся найти баланс между производительностью, стоимостью и устойчивостью своих дата-центров, флэш-память NVMe быстро набирает популярность и заменяет традиционные дисковые СХД для высокопроизводительных рабочих нагрузок.

Устаревшие СХД на базе жестких дисков (HDD) и/или твердотельных накопителей (SSD) работают на неэффективном интерфейсе SATA и не обеспечивают высокую производительность, необходимую современным рабочим нагрузкам, таким как ИИ/MО. Согласно рыночным прогнозам, в 2023 г. стоимость одного гигабайта флэш-памяти NVMe станет ниже, чем стоимость такой же емкости жестких дисков высокого класса.

В 2022 г. впервые в истории объем отгруженной емкости HDD снизился, в то время как доля и емкость флэш-памяти и ленты увеличились. Тенденция, несомненно, развивается в направлении того, что HDD вытесняются с рынка флэш-памятью сверху и лентой снизу.

Сегодня подавляющее количество общей емкости жестких дисков уже поставляется в виде более медленных HDD высокой емкости, что только подтверждает тенденцию, согласно которой организации отказываются от дисков для своих высокопроизводительных рабочих нагрузок. Цена в сочетании с производительностью и устойчивостью делает флэш-накопители NVMe привлекательным вариантом для дата-центров. Учитывая необходимость повышения производительности, приоритет соображений ESG (Environment, Science, and Governance) и снижение стоимости, неудивительно, что организации переводят все больше активных рабочих нагрузок на флэш-память.

NVMe — все ради производительности

Большинство SSD, применяемых сегодня в дата-центрах, по-прежнему используют протокол SATA, который был некогда разработан для работы с механическими жесткими дисками. Однако по мере того, как SSD становятся все быстрее и быстрее, SATA для них становится все более неадекватным. Протокол NVMe является усовершенствованием по сравнению с традиционными протоколами SAS и SATA, поскольку он был специально разработан для твердотельной памяти. Это решение позволяет аппаратному и программному обеспечению хоста выполнять процессы одновременно, что снижает накладные расходы на ввод-вывод, повышает производительность и уменьшает задержки.

С помощью NVMe можно обрабатывать не только тысячи, но и потенциально миллионы одновременных операций, что является значительным улучшением по сравнению с устаревшей архитектурой. NVMe и обеспечиваемая им повышенная производительность уже используются в прикладных задачах для увеличения скорости чтения/записи больших файлов или сокращения времени рендеринга контента высокого разрешения, например, видео 4K и 8K. В паре с RDMA (удаленный прямой доступ к памяти) NVMe также может снизить затраты на сетевую инфраструктуру и ее сложность, поскольку работает на базе стандартного Ethernet.

Экологический аспект

Помимо производительности, ESG также стало важной задачей для многих предприятий. По сравнению с SSD, флэш-память NVMe позволяет уменьшить площадь занимаемого пространства системы за счет меньшего количества необходимого оборудования и потреблять при этом гораздо меньше энергии, чем хранилища на базе HDD. Это приводит к снижению затрат на электроэнергию, а также выбросов углекислого газа, что позволяет организациям обеспечивать высокую производительность без значительного воздействия на окружающую среду.

Это особенно важно, если учесть громадное энергопотребление дата-центров. В настоящее время, по оценкам, крупному центру обработки данных требуется около 100 МВт электроэнергии, что эквивалентно энергопотреблению примерно 80 тыс. домашних хозяйств. NVMe делает такой крупный дата-центр меньше, уменьшая общий углеродный след от аппаратного обеспечения, что позволяет организациям продвигаться дальше по пути устойчивого развития.

Инновации для будущего благодаря NVMe

Без сомнения, флэш-память NVMe обладает множеством преимуществ по сравнению с унаследованными решениями для хранения данных. Нфнешние решения часто требуют нестандартного оборудования и не работают в облаке, что затрудняет их масштабирование и управление, и в то же время клиенты не могут воспользоваться преимуществами снижения стоимости флэш-памяти по мере удешевления коммерческого оборудования.

Сегодня для хранения данных требуется современная нативная облачная платформа распределенного файлового и объектного хранения, созданная с использованием новейших технологий флэш-памяти, таких как NVMe и RDMA. Эти протоколы раскрывают истинный потенциал производительности флэш-памяти, обеспечивая более параллельные чтение и запись, а также значительно снижая сетевые задержки для узлов флэш-хранилищ, взаимодействующих через ткань NVMe. По-настоящему распределенные архитектуры хранения также устраняют узкие места, связанные с управлением метаданными и накладными расходами, обеспечивая стабильную производительность с низкой задержкой как для приложений с высокой пропускной способностью, так и для приложений с высоким IOPS.

Чтобы не отстать от бурного роста неструктурированных данных, организациям потребуется более высокая производительность систем хранения, и NVMe-flash и RDMA готовы заменить дисковые системы хранения для высокопроизводительных рабочих нагрузок.

Организациям, реализующим инициативы по цифровой трансформации, требуются более высокая производительность, масштабируемость и гибкость для работы в гибридных и мультиоблачных средах, тогда как устаревшие системы хранения данных, использующие HDD и SSD, с трудом справляются с этими требованиями. Инвестиции в современную платформу флэш-памяти NVMe обеспечат необходимые производительность, масштаб и простоту для работы приложений с неструктурированными данными в следующем десятилетии. У организаций есть возможность двигаться в будущее с меньшей сложностью, высокой производительностью, устойчивой практикой и меньшими затратами.