Видео: 3D NAND: Key Process Steps (Октября 2024)
На конференции Storage Visions в преддверии CES на этой неделе ряд докладчиков рассказали о том, как системы хранения и компьютеры сближаются, что имеет значение как для проектирования систем, так и для создания программного обеспечения.
Меня особенно заинтриговала тема «память класса хранения» или «постоянная память», которая заполняет пробел между обычной памятью (которая очень быстрая, но теряет информацию, когда она выключена) и обычным хранилищем (будь то дисковые накопители или Твердотельные накопители на основе NAND-флэш-памяти, которые являются энергонезависимыми, но намного медленнее).
В последнее время этой области уделяется большое внимание, благодаря таким продуктам, как NVDIMM (как правило, пакеты с DRAM и NAND с резервным питанием от батареи) и новым технологиям, таким как память Intel и 3D XPoint от Micron. В своей программной речи на конференции Бев Крэйр, вице-президент и генеральный директор группы хранения данных Intel, поднял 512 МБ DIMM памяти 3D XPoint, что я впервые увидел, как она отображалась.
Крэйр сказал, что, используя такие модули DIMM, системы с 2 сокетами скоро смогут получить до 6 ТБ хранилища 3D XPoint, обеспечивая огромные преимущества в различных приложениях. Она сказала, что он будет выпущен через некоторое время после поставки твердотельных накопителей 3D XPoint, которые были обещаны на конец этого года. Она повторила предыдущие заявления о том, что эти 3D XPoint SDD, которые Intel будет продавать под брендом Optane, обеспечат повышение производительности в 5-7 раз по сравнению с самыми быстрыми сегодня твердотельными накопителями.
Она действительно отметила, что для получения максимально возможной производительности от модулей DIMM 3D XPoint требуются программные драйверы и платформы, которые действительно поддерживают эту платформу. Она особо отметила работу Intel над созданием серверной платформы следующего поколения и драйверов программного обеспечения для Windows и Linux.
Это повторяло тему многих докладчиков, что весь подход к вычислениям изменится с принятием памяти класса хранения. В другой основной речи на конференции Роб Пеглар из Micron объяснил, как растущее использование постоянной памяти, будь то 3D NAND или что-то вроде памяти 3D XPoint, приведет к изменению в том, как мы разрабатываем приложения для серверов.
Пеглар объяснил, как в традиционной вычислительной модели существует огромный штраф (до 100 000 раз больше) за доступ к DRAM, который может занимать около 100 наносекунд (нс), и доступ к дискам SATA, что может занимать 10 миллисекунд (мс).
Это изменилось с добавлением твердотельных накопителей (SSD) на основе флэш-памяти NAND, к которым можно получить доступ через соединение SATA за 100 микросекунд и через соединения PCIe за 10 микросекунд. Кроме того, сейчас мы видим больше энергонезависимых модулей DIMM, которые, как правило, сочетают DRAM с резервным питанием от батареи и NAND, и к ним часто обращаются со скоростью около 125 нс, близкой к скорости DRAM. Теперь разница между PCIe и NVDIMM может составлять всего 80 раз.
В будущем он ожидает, что будущая энергонезависимая память, такая как 3D XPoint, будет доступна примерно через 500 нс через память или соединение PCIe. Разница между этим и флешкой может быть всего в 20 раз.
В результате, по его словам, способ, которым мы пишем программы - перемещать данные в память и из нее и справляться с большой разницей между памятью и хранилищем - должен измениться. Как это будет происходить, было рассмотрено на последующей панели.
На этой панели Энди Рудофф из Intel объяснил, как в долгосрочной перспективе мы будем хотеть «адресно-байтовое» хранилище, а не то, как мы сейчас смотрим на хранилище, с точки зрения блоков на диске. Дуг Фойгт из HP Enterprise объяснил, что SNIA уже создала модель программирования для энергонезависимой памяти, хотя есть много проблем, и это «не так просто, как кажется».
Джим Пинкертон из Microsoft объяснил, как компания создала новые драйверы для памяти классов хранения (SCM), сказав, что традиционные интерфейсы SCSI были слишком медленными. Компания создала новый драйвер шины SCM и драйвер диска SCM, который станет частью скорого выпуска Windows Server 2016 Technical Preview. Он отметил, что это позволяет использовать блочное или прямое хранилище (то, что другие называют хранилищами с байтовым доступом), причем определение производится во время форматирования. Блочное хранилище сохраняет обратную совместимость, в то время как хранилище с прямым доступом обеспечивает минимальную задержку.
Он рассказал о демонстрации HPE в конце прошлого года для базы данных SQL с NVDIMM, в которой прогнозируется увеличение пропускной способности на 12 процентов и уменьшение на 52 процента при использовании лишь небольшого объема постоянной памяти; и при моделировании, когда все это было помещено в память класса хранения, оно могло показать 53-процентное улучшение пропускной способности и 82-процентное снижение задержки.
Но Пинкертон признал ограничения этого подхода. Хранилище с прямым доступом обходит операционную систему и все функции, которые она предлагает для защиты данных, и все это сегодня работает на одном узле, а не в сети, обеспечивая таким образом «надежное хранилище, недоступное хранилище».
Позже Пеглар сказал, что Micron сотрудничает со всеми основными поставщиками операционных систем и гипервизоров для решения этих проблем.
Роб Дэвис из Mellanox Technology объяснил, почему постоянная память нуждается в высокопроизводительной матрице, и сказал, что его фирма работает над решениями для твердотельных накопителей на базе NAND, но все еще существует потребность в изменениях программных стеков низкого уровня, которые контролируют хранилище.
