5 cách thức mà lưu trữ NVMe mang lại lợi ích cho doanh nghiệp của bạn

Tăng hiệu suất và giảm độ trễ không chỉ là lợi ích duy nhất của lưu trữ flash NVMe. Hãy cùng tìm hiểu các lợi thế khác như cho phép nhiều máy ảo hơn trên máy chủ vật lý, tăng sức mạnh cho AI và phân tích Big Data,…

NVMe khởi đầu là một giao tiếp điều khiển (host controller interface) được thiết kế để truyền dữ liệu giữa máy tính chủ và ổ SSD đích với tốc độ rất cao bằng cách sử dụng bus giao tiếp PCIe (PCI Express). Mục tiêu là giảm độ trễ, cải thiện hiệu suất, cung cấp khả năng I/O song song và thậm chí có thể giảm mức tiêu thụ điện năng, chưa kể các lợi ích đặc thù của lưu trữ NVMe khác. Nhưng công nghệ đã phát triển nhiều hơn thế nữa.

Công nghệ lưu trữ NVMe hiện đã phổ biến trong hạ tầng CNTT doanh nghiệp. Hầu hết các nhà cung cấp lớn và một số ít các công ty khởi nghiệp đang kinh doanh mảng lưu trữ flash NVMe. Đến năm 2021, IDC dự đoán, hệ thống lưu trữ dựa trên NVMe sẽ tạo ra hơn một nửa doanh thu liên quan đến các lô hàng thiết bị lưu trữ chính gắn ngoài.

Nhưng phải cần thêm một thời gian nữa để công nghệ được thiết lập. Cuối năm 2018, các chuyên gia trong ngành nhận định rằng hầu hết các doanh nghiệp không cần phải thực hiện chuyển đổi hàng loạt hết sang các ổ cứng NVMe flash. Nhưng điều đó đang thay đổi khi các doanh nghiệp yêu cầu giải pháp lưu trữ nhanh hơn, hiệu quả hơn cho AI và các ứng dụng khác, và toàn bộ các dòng sản phẩm NVMe và NVMe-over-Fabric bắt đầu lộ diện rõ ràng hơn. Hầu hết các nhà cung cấp lưu trữ lớn đã lắp đặt các ổ NVMe all-flash của họ và đang tiến hành bổ sung thêm khả năng mở rộng NVMe-over-Networks.

Phần sau chúng ta cùng xem xét 5 lợi ích của các ổ cứng NVMe để cân nhắc khi bạn lên kế hoạch trang bị công nghệ cho doanh nghiệp của bạn trong tương lai.

Đơn vị vận chuyển SSD NVMe
Dự báo sản lượng Enterprise NVMe 2019-2022 (IDC)

 

1. Lợi thế trên FC network (fabric, fibre channel)

NVMe không chỉ là giao tiếp host-controller-interface hiệu năng cao dành cho SSD gắn trực tiếp. Nó đã phát triển thành một kiến ​​trúc lưu trữ bao gồm mọi thứ, từ khách hàng SSD quy mô nhỏ đến các hệ thống SSD quy mô lớn trên đám mây. Và với sự xuất hiện của NVMe-over-Fabric (NVMe-oF), các doanh nghiệp có thể sử dụng các loại lưu trữ FC phổ biến để mở rộng lợi ích của lưu trữ NVMe trên cơ sở hạ tầng CNTT của họ.

NVMe-oF hỗ trợ các giao thức Fibre Channel, RDMA và TCP/IP. Việc bổ sung NVMe/TCP (trong năm trước) đặc biệt hữu ích cho các doanh nghiệp, giúp họ có thể sử dụng NVMe trên các mạng Ethernet tiêu chuẩn với giao tiếp Ethernet thông dụng mà không phải thực hiện bất kỳ việc nâng cấp cấu hình hoặc thêm thiết bị bổ sung nào.

NVMe-oF chưa thể “cất cánh” trong doanh nghiệp, một phần vì các nhà cung cấp đã chậm chạp trong việc thêm front-end support của NVMe-oF vào các hệ thống mảng của họ. Điều đó nhiều khả năng thay đổi trong tương lai gần.

2. Kết nối NVMe và AI (Trí Tuệ Nhân Tạo)

NVMe đang có chỗ đứng trong doanh nghiệp một phần nhờ vào việc ứng dụng AI ngày càng tăng. NVMe có thể cung cấp hiệu suất lưu trữ mà các ứng dụng AI cần, hiệu quả hơn nhiều so với các hệ thống lưu trữ dựa trên SCSI chậm chạp hơn.

Các ứng dụng AI và Machine Learning ngày nay đều nói về tốc độ, xử lý dữ liệu nhanh hơn nhiều so với trước đây. Họ cũng dựa vào các tập dữ liệu lớn hơn nhiều, đặc biệt là để đào tạo các thuật toán cho hệ thống thông minh. AI và các công cụ Machine Learning có thể yêu cầu quét hàng triệu, thậm chí hàng tỷ file nhỏ. Ổ cứng NVMe cung cấp băng thông và độ trễ thấp mà khối lượng công việc đòi hỏi này rất cần đến, làm cho nó trở thành một lựa chọn chính cho hệ thống lưu trữ AI.

NVMe có thể làm điều này vì tập lệnh (command set) của nó yêu cầu ít hơn một nửa số lệnh CPU để xử lý yêu cầu I/O so với tập lệnh SCSI và ATA. NVMe hỗ trợ 64.000 lệnh trong một hàng đợi và nó có tới 64.000 hàng đợi. Mặt khác, một thiết bị SAS chỉ hỗ trợ tối đa 256 lệnh cho mỗi hàng đợi và SATA hỗ trợ tối đa 32 lệnh.

Xem thêm thông tin chi tiết về cách NVMe và AI có thể hoạt động cùng nhau.

3. Tăng I/O, nhiều VM hơn

Một cách khác mà hệ thống lưu trữ NVMe mang lại lợi ích cho doanh nghiệp là bằng cách cho phép tạo nhiều máy ảo (VM) hơn trên máy chủ vật lý. Các hệ thống ảo hóa với tỷ lệ VM-to-server cao có nhu cầu I/O đáng kể. NVMe và NVMe-oF có thể cung cấp các khả năng I/O cần thiết để đáp ứng các nhu cầu đó. Khi các nhà cung cấp giải quyết các vấn đề về độ trễ của phần mềm lưu trữ như được đề cập dưới đây, mật độ VM còn có thể cao hơn nữa trên mỗi máy chủ vật lý.

Giảm bớt các vấn đề về hiệu suất và khối lượng công việc khác liên quan đến việc chuyển sang NVMe.

4. Phơi bày những điểm yếu khác

NVMe đang làm một điều khác cho hạ tầng CNTT mà có thể không phải là lợi ích trước mắt cho các doanh nghiệp, nhưng có thể trở thành thực tế trong tương lai. Bằng cách loại bỏ độ trễ của phương tiện lưu trữ, nó sẽ làm “phơi bày” các vấn đề về độ trễ trong các thành phần khác của kiến ​​trúc lưu trữ, đặc biệt là phần mềm lưu trữ.

Hệ thống lưu trữ doanh nghiệp được tạo thành từ phương tiện lưu trữ, mạng và phần mềm lưu trữ, mỗi cái có thể góp phần gây ra các vấn đề về độ trễ. Tuy nhiên, vì lưu trữ flash NVMe loại bỏ ra vấn đề độ trễ phương tiện, các vấn đề liên quan đến các thành phần khác của kiến ​​trúc lưu trữ trở nên rõ ràng hơn nhiều. Điều này được làm rõ bởi thực tế là hầu hết các hệ thống lưu trữ ngày nay chỉ có thể cung cấp một phần nhỏ trong tổng hiệu suất thô của các ổ NVMe mà chúng sử dụng.

NVMe-oF cuối cùng sẽ loại bỏ các vấn đề về độ trễ liên quan đến mạng lưu trữ, khiến phần mềm trở thành thủ phạm chính của độ trễ. Các chuyên gia lưu trữ đưa ra đề xuất viết lại các phần mềm lưu trữ để thực hiện song song hóa ở mức cao và viết lại thuật toán lưu trữ để tận dụng số lượng core lớn của CPU ngày nay và độ trễ thấp của phương tiện lưu trữ NVMe. Cả hai bước này đều tạo ra lợi ích đáng kể trên hạ tầng CNTT của doanh nghiệp.

Thay vì xem hệ thống lưu trữ là nơi dữ liệu được giữ trong thời gian dài, NVMe đang biến hệ thống lưu trữ thành một phần mở rộng của bộ nhớ trung tâm dữ liệu, loại bỏ các bước bổ sung và không hiệu quả.

5. Xem xét lại hệ thống lưu trữ và bộ nhớ

Lợi ích lưu trữ NVMe cuối cùng là ở chỗ công nghệ đã thay đổi căn bản cách các nhà quản lý CNTT xem xét về lưu trữ và bộ nhớ. Thay vì xem hệ thống lưu trữ là nơi dữ liệu được giữ trong thời gian dài, NVMe đang biến hệ thống lưu trữ thành một phần mở rộng của bộ nhớ trung tâm dữ liệu, loại bỏ các bước bổ sung và không hiệu quả.

Liên hệ tác giả