Liderazgo | Noticias | 21 MAR 2019

El futuro del almacenamiento ya está aquí y se llama NVMe

Muchos fabricantes han lanzado NVMe desde el debut del estándar en 2011, aunque no ha sido hasta 2017 cuando se ha lanzado el primer NVMe para arrays SSD de empresa.
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Redacción

El trabajo técnico de promoción de la primera especificación para la memoria no volátil express (NVMe) comenzó en 2009, aunque la primera versión publicada dos años más tarde. Diez años más tarde, podemos decir que es el momento de NVMe.

NVMe surgió inicialmente como una forma de aumentar el rendimiento de las unidades SSD que reportaban velocidades lentas en discos duros tradicionales. La necesidad que esta realidad generó ha estimulado el desarrollo y posteriormente adopción de soluciones de almacenamiento basadas en arrays NVMe.

Mirando al centro de datos, nos topamos con la siguiente realidad: bases de datos que deben escalar exponencialmente (a través de escritorios virtuales e infraestructuras de servidores físicos y virtuales) que se distribuyen en espacios on-premise y nube (híbrida o pública).

La escala y velocidad de estas operaciones obligan a prestar atención a algunos factores como el rendimiento, la latencia (de menos de un milisegundo), la continuidad del negocio (99,9999 por ciento) o coste OPEX.

Asistimos a un nuevo momento: el procesamiento de vídeo e imágenes o el análisis en tiempo real para IA (con ejemplos como vehículos autónomos, IoT industrial o el reconocimiento de imágenes en cámaras de seguridad de alta definición o ciberseguridad) que exigen el rendimiento y la eficiencia de arrays SSD NVMe.

Las grandes empresas cloud del mercado, están apostando por arrays NVMe SSD  por muchos motivos. La mayoría están entrenando la inteligencia artificial a una escala de cientos de petabytes de datos y estas soluciones les proporcionan la velocidad y la fiabilidad necesarias para que los datos entren y salgan rápidamente de estos modelos de entrenamiento de IA. La gran escala de estos proyectos, puede causar cuellos de botella en el almacenamiento que los hiperescaladores abordan, para evitar la interrupción de otros servicios.

Los analistas de Grupo 451 ven esta tecnología como la más óptima para “la analítica en tiempo real”, que sin duda “será la mejor baza de venta para los proveedores de almacenamiento NVMe de segunda generación, entre otras cosas porque se espera que en los próximos años se produzca un fuerte aumento del uso”.

Además, NVMe se considera como la mejor arquitectura de almacenamiento para aplicaciones de misión crítica “tradicionales”, como SAP Hana, otras bases de datos y motores de bases de datos a nivel empresarial. La capa de las aplicaciones está cambiando, un cambio que se ha traducido en comprobar cómo estas aplicaciones se han posicionado a la cabeza de los procesos de negocio en tiempo real. Los niveles de respuesta de ayer ya no son aceptables.

En este sentido, SSD NVMe, un interfaz de controlador que funciona a través del protocolo PCIe, proporciona un medio eficiente y de alto rendimiento para proporcionar el tipo de IOPS que necesitan las bases de datos intensivas en lectura y escritura, de una forma que se considera económicamente viable.

Según la consultora G2M Research, la era de las unidades SSD de NVMe ya está aquí: “Las unidades SSD NVMe serán ubicuas en los próximos 1 ó 2 años. Esto será válido para tanto en el mercado cloud, como para empresas los consumidores. Los SATA SSDs se centrarán principalmente en el mercado de reemplazo de discos duros y en arrays flash”.

Muchos fabricantes han lanzado NVMe desde el debut del estándar en 2011, aunque no ha sido hasta 2017 cuando se ha lanzado el primer NVMe para arrays SSD de empresa. Y ha sido a través de la serie Huawei OceanStor Dorado V3. Esta serie aporta los avances que mejoran la tecnología propia de NVMe. La arquitectura de almacenamiento NVMe de Huawei utiliza chips inteligentes para la aceleración de datos en paralelo con los algoritmos inteligentes FlashLink de Huawei.

OceanStor Dorado V3 NVMe proporciona una latencia de 0,5 ms, que es un 45% menor que el almacenamiento flash SAS. La comunicación directa entre CPUs y SSDs acorta las rutas de transmisión. La optimización de SSDs y controladores proporciona una latencia estable de 0,5 ms. Un avance clave de Huawei es la capacidad del OceanStor Dorado V3 para alimentar sistemas active-active gateway free, con una latencia de 1 ms, asegurando así una respuesta realmente rápida de las aplicaciones.

El rendimiento de las aplicaciones puede llegar a triplicarse. Tomando como base escenarios reales, se ha demostrado que la integración del hardware y software dentro del OceanStor Dorado V3, permite tanto a los controladores de disco como a los SSD ajustar la disposición de los datos y las prioridades I/O. La arquitectura de NVMe reduce el número de interacciones del protocolo de cuatro a dos, duplicando la eficiencia del procesamiento en las solicitudes de escritura de datos.

Las tecnologías de deduplicación y compresión inline liberan además la capacidad de almacenamiento que ocupan los datos redundantes. Con esta compresión, la deduplicación inline permite al OceanStor Dorado V3 ofrecer ratios de reducción de datos de hasta 5:1. Esto puede ayudar a reducir OPEX en un 75%, al reducir la cantidad de hardware físico que debe comprar, integrar y administrar.

Sobra decir que la era multi-cloud es una realidad, y que en ésa, la copia de seguridad adquiere más y más relevancia; no puede ser ni lenta, ni costosa, ni compleja de configurar y gestionar. Teniendo esto en cuenta, el OceanStor Dorado V3 proporciona almacenamiento eficiente en estos entornos multi-nube gracias al conjunto operado por Huawei Cloud y Amazon Web Services (AWS).

Al utilizar snapshots de segundo nivel con intervalos backup de 10 segundos, el sistema mejora la frecuencia de las copias de seguridad en 30 veces. La recuperación ante desastres y la integración de backups se implementan en el array de almacenamiento, lo que reduce el TCO de la recuperación ante desastres en un 50%.

Para quienes se cuestionen la resiliencia de las infraestructuras flash, cabe decir que  el sistema de almacenamiento flash de Huawei, no sólo ha demostrado ser a prueba de terremotos (ha superado un test de resistencia a simulaciones de terremotos de magnitud 9) sino que mejora tanto la capa de hardware como de la de software.

A todo esto hay que añadir otra complejidad: la predicción del crecimiento de los datos y de los requisitos de almacenamiento (con cargas de trabajo impredecibles, por los picos que pueden tripicarlas o cuadruplicarlas) es cada vez más difícil, lo que significa provoca un aumento en la demanda de arquitecturas de almacenamiento escalables.

También hay que tener en cuenta el progresivo abandono del modelo de almacenamiento centralizado basado en centros de datos y la llegada de estrategias descentralizadas y unificadas. En un intento de dar respuesta a este desafío, Huawei ha centrado su atención en el rendimiento. El OceanStor Dorado V3 ofrece hasta 7.000.565 IOPS SPC-1 y puede escalar hasta 16 controladores.

Para aquellas organizaciones que ejecutan entornos de datos y aplicaciones que incluyen aplicaciones legacy cabe destacar que la versión SAS OceanStor Dorado V3 le permite combinar SAS y NVMe SSD para proporcionar una actualización sin problemas de los sistemas de almacenamiento SAS all-flash a NVMe.

La demanda, en aumento

La demanda es clara y la curva de adopción de NVMe ya se ha puesto en marcha.

Es muy previsible que el almacenamiento basado en NVM seguirá el patrón de adopción de AFAs, según GM Research. Los primeros en adoptarlo apostarán por aplicaciones de alto rendimiento y análisis en tiempo real. Posteriormente se sumarán buena parte de las aplicaciones empresariales/cloud que forman parte del core business de los negocios.

Al final, todo es muy sencillo, invita a plantearnos GM Research. “Piénsalo desde el punto de vista de si pondrías un disco duro en tu próximo portátil”, anima.

Con la creciente adopción de las unidades SSD de NVMe, el OceanStor Dorado V3 está bien posicionado para llevar nuevas cargas de trabajo (junto con los ya existentes sistemas de misión crítica) a este nuevo mundo de baja latencia y alto rendimiento.

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