Vijf jaar geleden was Non-Volatile Memory Express (NVMe) een interessante storage-technologie, zij het voor een beperkt segment. Gaandeweg heeft deze technologie op brede schaal toepassing gekregen in smartphones, laptops en andere kleine apparaten die zeer efficiënte toegang tot hun opslag nodig hebben.

All-flash storage-architecturen worden tot nu toe fundamenteel beperkt door de traditionele seriële SCSI-verbindingen (SCSI Attached Storage, ofwel SAS-verbindingen). Want hoeveel CPU-kernen er ook beschikbaar zijn en wat de dichtheid van flash ook is, alle data worden serieel getransporteerd. Met de ondersteuning van duizenden, gelijktijdige queues, maakt NVMe echter massaal parallelle connecties mogelijk tussen CPU en storage, waardoor alles veel sneller verloopt.

Wat is NVMe?

NVMe is een protocol dat de communicatie tussen CPU en Solid State Drives (SSD) versnelt. Het vervangt het huidige SCSI-protocol dat al meer dan 30 jaar oud is. SCSI zet een bericht in een queue (wachtrij) – in principe is die queue een reeks commando’s die het apparaat uitvoert. Ongeacht hoe geavanceerd of duur het netwerk ook is dat het SCSI-protocol gebruikt, de commando’s worden stuk voor stuk na elkaar uitgevoerd.

NVMe vervangt deze inefficiënte bottleneck binnen de back-end van alle flash arrays met massale parallelliteit – in feite tot 64.000 queues en ‘lockless’ connecties die elke CPU-kern kunnen voorzien van een eigen queue tot iedere aangesloten SSD.

NVMe heeft zoals gezegd wonderen gedaan voor persoonlijke apparaten. De volgende stap is deze voordelen realiseren voor systemen die via een netwerk zijn verbonden met storage, in plaats van via PCI-express. Hiervoor is een open standaard beschikbaar: NVMe over Fabrics (NVMe-oF), een uitbreiding van NVMe naar Ethernet en Fiber Channel storage-netwerken. NVMe-oF gebruikt de lichtgewicht NVMe-commandoset en het efficiënte, parallelle NVMe queuing-model.

Daarnaast voegt NVMe-of een abstracte interface toe, die het mogelijk maakt om het PCIe-transport te vervangen door andere transportmechanismen die een betrouwbaar datatransport bieden.

NVMe maakt vaart in 2019

NVMe mikt nu op grote ondernemingen. Het protocol kan alles in het netwerk van een organisatie versnellen: databases, gevirtualiseerde en containers omgevingen, initiatieven van ontwikkelaars en web-scale applicaties. In feite is de enorme doorvoersnelheid van NVMe ten opzichte van SAS nodig om te kunnen profiteren van ontwikkelingen op het gebied van multi-core CPU’s, SSD’s met superdichtheid, nieuwe geheugentechnologieën en zeer snelle interconnects.

Grote, complexe sectoren zoals banken en e-commerce bedrijven bevinden zich bij uitstek in een positie om de voordelen te plukken. Het is geen geheim dat snellere transacties per seconde meer omzet per seconde opleveren. Met NVMe kan het gehele systeem van zo’n bedrijf sneller werken, waardoor het bedrijfsresultaat direct toeneemt.

Het NVMe protocol biedt reeds consistente, low latency performance. Het laatste puzzelstukje waardoor deze technologie breed kan worden toegepast door grote ondernemingen zoals banken en luchtvaartmaatschappijen , is de end-to-end toepassing van NVMe dankzij de toevoeging van NVMe-oF. Dit is met name aantrekkelijk voor omgevingen die betere performance, nog lagere latency en minder CPU-overhead nodig hebben. NVME-oF maakt dit allemaal mogelijk. En als technologie een duidelijke impact heeft op de omzet, is het moeilijk voor te stellen dat het niet populair wordt!

Legacy loopt op laatste benen

NVMe-oF betekent dat storage binnen microseconden kan worden benaderd en dat eindgebruikers geen verschil merken tussen lokale storage en storage op afstand die verbonden is via een snel netwerk. Elke organisatie die met een database werkt zal hiervan voordeel ondervinden. Het is daarom logisch dat de NVMe-revolutie in 2019 een vervolg krijgt.

Wanneer dat gebeurt, bestaat de kans dat storage-architecturen achterblijven die niet zijn voorbereid op NVMe – en daar zijn er veel van. Legacy-arrays en -systemen waar flash later aan is toegevoegd, kunnen waarschijnlijk niet worden opgewaardeerd tot 100% NVMe en zullen daar dus ook niet van kunnen profiteren. Organisaties die tot nu toe hebben vertrouwd op direct attached storage zouden daarom goed moeten kijken naar een NVMe/NVMe-OF-oplossing die in (toekomstige) behoeften kan voorzien.

Door Marco Bal, Principal Systems Engineer Benelux bij Pure Storage

REAGEREN

Plaats je reactie
Je naam