NVMe — это революция в ИТ. Что это такое и почему вам следует внедрить эту технологию?

#KingstonCognate представляет Рафаэля Блума

Рафаэль занимал руководящие должности в сфере технологических продуктов, маркетинговых коммуникаций и развития бизнеса. Его консультативные услуги сосредоточены на новых проблемах в области организационной структуры, продукции и коммуникаций, связанных с технологическими и нормативными изменениями. Основная цель состоит в создании и сохранении потоков доходов.

Эта чрезвычайно разнообразная деятельность основывается на опыте в области управления информацией и методов проектирования с учетом нормативных требований, конфиденциальности данных и новых технологий, таких как AdTech, мобильная связь и 5G, искусственный интеллект и машинное обучение.

Вычисления: мощь и скорость

Ранее я уже говорил о том, что хранилище и память крайне важны для новых цифровых технологий 2020-х годов. Все сводится к тому, что у вас может быть самый быстродействующий процессор, какой только можно вообразить, но вы не сможете использовать его мощь из-за узких мест во внутренней архитектуре устройства. Накопители NVMe — особенно новейшие накопители, которые в полной мере используют преимущества стандарта новейшего поколения — затыкают за пояс все остальные.

У NVMe есть несколько простых отличий, о которых я хотел бы поговорить. Но сначала давайте разберемся, какими могут быть типичные варианты использования NVMe.

На периферии «опытные пользователи» высокопроизводительных рабочих станций, которые решают самые ресурсоемкие вычислительные задачи, такие как постобработка видео в 4K или рендеринг 3D-графики с трассировкой лучей. Чтобы обеспечить плавную работу и быструю визуализацию при монтаже и обработке видеоизображений, вам необходимо перемещать огромные объемы несжатых данных. Эти процессы могут сдерживаться многими факторами, например, нехваткой оперативной памяти. Но кроме того эти вычислительные задачи становятся слишком сложными для вращающихся жестких дисков. А при экспоненциальном росте объемов данных трудности будут испытывать даже традиционные твердотельные накопители (SSD).

По сути, узким местом в производительности является совсем не тот факт, что устройство является твердотельным (в конце концов, накопители NVMe сами по себе являются твердотельными накопителями), а ограничения интерфейса между твердотельным накопителем и процессором. Это связано с тем, как развивались компьютеры: накопители подключались через кабель, а возможности интерфейса постепенно развивались, от старого интерфейса RS-232 до SCSI и, наконец, к стандарту SATA. В NVMe используется другой подход. Это своего рода «веселящий газ» для процессора.

В новом поколении накопителей NVMe используется стандарт PCIe 4.0 для чтения, записи и перемещения данных. Этот стандарт имеет пропускную способность, в несколько раз превышающую пропускную способность даже самых быстрых накопителей SATA. SATA достигает максимальной скорости около 6 Гбит/с, что совсем неплохо. Однако NVMe может развивать скорость до 32 Гбит/с. Это связано со многими факторами, но проще всего объяснить это наличием в NVMe большего числа «линий», по которым можно перемещать данные. Стандарт NVMe также предназначен для лучшей интеграции с сетями, лежащими в основе современной вычислительной инфраструктуры.

Твердотельные накопители NVMe предназначены для более интегрированной части структуры ИТ-сети. Функции NVMe имеют более прямую интеграцию с процессором компьютера. Это позволяет избежать узких мест в работе с данными, которые часто присутствуют при использовании даже самых быстрых твердотельных накопителей SATA, когда они работают на пределе. Форм-фактор накопителей NVMe также имеет решающее значение. Размером они примерно с пластинку жевательной резинки, а это означает, что они могут поместиться в небольшие устройства, такие как ноутбуки. Возможно, вам это неизвестно, но даже в Sony PlayStation 5 используется накопитель NVMe. А это означает, что время загрузки на консоли может сократиться с 40–60 секунд для PS4 до примерно 3–4 секунд.

Центры обработки данных под давлением

Во-вторых, нам следует учесть огромный рост глобальных требований к центрам обработки данных. Вычисления в облаке поддерживают большую часть наших повседневных потребностей. Этот процесс и сам по себе шел быстро, но COVID-19 стал катализатором цифровизации и виртуализации офисов и абсолютного господства мобильных устройств. Более того, виды вычислительных задач, выполняемых в центрах обработки данных, становятся все более сложными и требовательными.

Искусственный интеллект, например, — это термин, который охватывает широкий спектр вычислительных задач, и многие из них основаны на машинном обучении. Все вычислительные режимы ИИ объединяет то, что все они используют огромные объемы данных. И в этом случае технология NVMe имеет большое значение, когда речь идет о быстром и бесперебойном выполнении задач.

Например, давайте рассмотрим, что происходит в вертикали отрасли здравоохранения. И не только тот факт, что медицина стала цифровой областью. Диагностика и алгоритмы прогнозирования на основе ИИ должны обеспечивать анализ миллионов записей, и каждая отдельная запись может быть чем-то вроде цифрового изображения очень высокого разрешения размером в гигабайты. Передача всех этих данных требует вычислений, не похожих ни на один когнитивный процесс, который может распознать человек (в конце концов, это искусственный интеллект). И это требует огромной пропускной способности.

В промышленных масштабах центра обработки данных NVMe может с блеском выполнять свою работу — бесшумно, при низких температурах и занимая минимум места.

На что обратить внимание при рассмотрении возможности перехода на NVMe?

Вот здесь могут возникнуть сложности: некоторые другие твердотельные накопители могут подключаться в тот же разъем, что и накопитель NVMe. Однако они не обеспечивают производительность NVMe. Это связано с тем, что разъем (известный как «M.2» для тех, кому нужна более техническая терминология и сокращения) обратно совместим с твердотельными накопителями SATA, имеющими тот же форм-фактор «пластинки жевательной резинки».