Alfredo Nulli, EMEA Office of CTO Pure Storage espone le ragioni per cui il 2019 sarà l’anno della affermazione di NVMe.
Cinque anni fa, la tecnologia Non-Volatile Memory Express (NVMe) era una piattaforma storage interessante ma tutto sommato ancora di nicchia. Da allora la sua capacità di sostituire tecnologie come il SAS (Serial-Attached SCSI), avendo a disposizione un meccanismo di accesso parallelo ai dati unitamente al costo sempre più competitivo ha permesso all’NVMe di essere largamente adottata all’interno di smartphone e laptop — dispositivi di piccole dimensioni che devono poter accedere allo storage in maniera efficiente e in cui qualsiasi risparmio di risorse computazionali aveva ed ha un beneficio enorme.
Le architetture storage all-flash sono fondamentalmente limitate dalla connettività basata su SAS (seriale per disegno) dal momento che, indipendentemente dal numero di core di CPU utilizzati o dalla densità della memoria flash, tutti i dati devono spostarsi serialmente. NVMe permette invece a computer e storage di sfruttare un parallelismo massivo per la comunicazione, con la conseguenza che tutto si sposta più velocemente.
Cos’è NVMe?
NVMe è un protocollo che accelera il modo in cui CPU e dischi SSD (Solid State Drive) comunicano tra loro. In questo senso sostituisce il vecchio protocollo SCSI in uso da più di tre decenni. SCSI invia un messaggio a una coda, che non è altro che uno stack di comandi che il dispositivo esegue man mano che li preleva.
Indipendentemente da quanto sia sofisticata o costosa la rete che utilizza il protocollo SCSI, i comandi vengono eseguiti uno per volta. Il nuovo mondo di NVMe elimina invece l’inefficienza di questo collo di bottiglia nel back end degli array all-flash per mezzo di un parallelismo massivo: fino a 64.000 code e connessioni lockless che possono fornire a ciascun core di CPU l’accesso dedicato a una coda associata a ciascun SSD.
Se NVMe ha prodotto meraviglie nel caso dei dispositivi personali, lo step successivo implica l’estensione di questi vantaggi ai sistemi che si connettono allo storage per mezzo di una rete oltre che semplicemente con PCI-express (connessione diretta).
Esiste uno standard aperto non proprietario per risolvere questo problema: NVMe over Fabrics (NVMe-oF), estensione di NVMe verso le reti storage Ethernet e Fibre Channel. NVMe-oF sfrutta l’agilità del set di comandi NVMe e l’efficienza del suo modello di queueing aggiungendovi un’interfaccia astratta che permette di sostituire il trasporto PCIe con altri metodi di trasporto che garantiscono la movimentazione affidabile dei dati.
Per NVMe un 2019 in accelerazione
NVMe si sta ora proponendo anche per i grandi ambienti enterprise, dal momento che è in grado di velocizzare qualsiasi componente di una rete aziendale, inclusi database, ambienti virtualizzati e containerizzati, iniziative di sviluppo e applicazioni web-scale.
Effettivamente l’enorme vantaggio in termini di throughput offerto da NVMe rispetto a SAS sarà necessario per poter approfittare dei futuri progressi attesi in aree come CPU multi-core, SSD super densi, nuove tecnologie per memorie e interconnessioni ad alta velocità. Si pensi a intelligenza artificiale, machine learning e automazione.
Settori grandi e complessi come banche ed e-commerce sono in una posizione particolarmente adatta per ricavarne benefici: non è un segreto che transazioni più rapide si traducano in maggior fatturato, e NVMe permette all’intero sistema di un’azienda di funzionare più velocemente con un conseguente impatto diretto sulla bottom line.
NVMe-oF garantisce già una latenza costantemente bassa, e l’ultimo tassello del puzzle riguardante l’adozione di questa tecnologia su vasta scala da parte di grandi aziende, come banche o compagnie aeree, sarà probabilmente l’arrivo di una funzionalità end-to-end attraverso l’aggiunta di NVMe-oF per la connettività con il front-end.
Ciò riguarderà in particolare gli ambienti che richiedono prestazioni superiori, tempi di latenza ancora più ridotti e meno overhead di calcolo. NVMe-oF rende possibile tutto questo. Quando la tecnologia ha un chiaro impatto sul fatturato, è difficile immaginare che non venga adottata capillarmente.
Le tecnologie legacy sono destinate a scomparire
Grazie a NVMe-oF tutto lo storage diviene accessibile nell’arco di microsecondi e questo significa che per gli utenti finali non vi è più differenza tra storage locale e storage remoto connesso mediante reti ad alta velocità. Qualsiasi azienda che utilizzi database ne trarrà notevoli vantaggi, pertanto è logico attendersi che la rivoluzione NVMe compirà ulteriori passi avanti nel corso del 2019.
Quando questo succederà, è probabile che le architetture storage che non sono preparate per NVMe — e sono parecchie — resteranno indietro. Gli array legacy che sono stati sottoposti a retrofitting per flash, per esempio, non potranno probabilmente essere aggiornati al 100% con NVMe, e quindi non potranno sfruttare questa tecnologia così potente ed efficiente.
Le aziende che intendono migliorare le prestazioni delle applicazioni mission-critical e delle nuove applicazioni web-scale, rimaste finora vincolate a sistemi storage direct-attached, dovrebbero dunque interpellare i propri vendor che offrono una soluzione NVMe/NVMe-oF capace di risolvere tutte le loro esigenze future.
