Servidores e Sistemas de armazenamento: Storages e NAS All NVMe
Os storages e NAS NVMe
As memórias SSDs estão se tornando cada vez mais populares para servidores e sistemas de armazenamento dentro de datacenters, principalmente por possuírem maior desempenho e serem mais confiáveis que os discos rígidos tradicionais.
O que a maioria dos usuários não sabe é que muitas memórias flash utilizam interfaces físicas SATA/SAS para facilitar a compatibilidade com os sistemas de armazenamento e servidores corporativos, até pouco tempo atrás equipados apenas com discos rígidos.
No entanto, interfaces e protocolos como o AHCI (responsável pela comunicação do hard disk) não foram projetados para suportar mídias de armazenamento de alta velocidade, ou seja, memórias NAND e/ou memórias persistentes.
O que é NVMe?
NVMe (Non-Volatile Memory Express) é um protocolo de armazenamento escalável, projetado especificamente para tirar melhor proveito das memórias SSDs (Solid State Drives).
Apesar de compatível com o antigo padrão de comunicação AHCI utilizado pelos hard disks e suportar qualquer SSD SATA, um controlador NVMe aproveita os recursos da conexão PCIe, reduz a latência e fornece maior rendimento aos dispositivos de armazenamento.
Com ele é possível trafegar dados diretamente para o processador e mídias subjacentes em caminhos paralelos, com uma estrutura de comunicação semelhante às arquiteturas de processadores de alto desempenho.
Os sistemas de armazenamento híbridos e all NVMe
O padrão NVMe é amplamente utilizado em computação de alto desempenho e está disponível em configurações de soluções totalmente flash e sistemas de armazenamento híbridos.
Os arrays totalmente flash all NVMe oferecem o melhor desempenho disponível, pois não utilizam o protocolo AHCI ou outras interfaces legadas para a comunicação de dados.
Isso implica em não utilizar os recursos de comunicação dos padrões SATA/SAS ou acessar pratos giratórios dos hard disks, reduzindo assim sensivelmente a latência.
Já matrizes de armazenamento híbridas combinam unidades de memória flash e discos rígidos, proporcionando assim um equilíbrio entre desempenho e capacidade.
Os NAS NVMe
O padrão NVMe está disponível nos formatos PCIe e M.2 e pode ser usado em uma variedade de aplicações, incluindo sistemas de arquivos como o NAS (Network Attached Storage) e servidores corporativos.
Embora um network storage recheado com unidades NVMe custe muito mais caro do que unidades de armazenamento com SSDs ou discos rígidos tradicionais, o maior desempenho e segurança vale o investimento para diversas aplicações corporativas.
Os benefícios dessa tecnologia são numerosos, mas talvez o recurso mais importante seja o aumento significativo no desempenho que ele oferece em relação ao antigo padrão de discos AHCI.
Os servidores NAS que são compatíveis com o NVMe podem ainda ser beneficiados com a criação de cache para aceleração dos processos ou ter uma área de armazenamento para fazer tiering de dados.
Os all flash storages NVMe
O surgimento de matrizes de armazenamento all flash híbridos e all flash NVMe causou muita confusão sobre qual é o melhor sistema de armazenamento para aplicativos corporativos.
Até esse fato, os servidores e sistemas de armazenamento flash utilizavam os protocolos SAS ou SATA, que suportam apenas filas únicas de dados e tem características reduzidas de comunicação.
Por usar um caminho de dados muito mais eficiente, o NVMe pode suportar até 64K filas de E/S, com cada fila tendo 64K entradas reduz a sobrecarga e maximiza a largura de banda.
Isso resulta em um desempenho significativamente maior, especialmente ao lidar com grandes quantidades de dados. Por suportar várias filas e comandos, o novo padrão permite escalar melhor que os antigos padrões de comunicação.
Porém, essa informação é essencialmente importante para usuários que pretendem atualizar seus sistemas: O NVMe tem várias vantagens sobre os protocolos de armazenamento tradicionais como o padrão SATA e SAS, mas não é a resposta para todos os problemas.
O investimento para ter apenas alguns terabytes em all flash NVMe é altíssimo, exige que a redundância de dados da infraestrutura esteja equilibrada e na maioria das vezes não entrega a capacidade de armazenamento necessária.
Um hybrid storage ou uma solução all flash?
Em muitos casos corporativos, os hybrid storages tem um papel muito importante, equilibrando desempenho, baixo custo, vida útil do sistema e a capacidade de armazenamento.
Sabemos que aplicativos com alto processamento como a virtualização, computação de alto desempenho e aplicações empresariais de IA com milhões de IOPs nem sempre conseguem fugir dos All flash NVMe.
Porém, como esse mercado ainda está em evolução e seus preços são reduzidos quase que diariamente, sempre vale pensar duas vezes antes de imobilizar um recurso que pode ser subutilizado ou estar superdimensionado.
A performance do all flash NVMe
O armazenamento all flash baseado em NVMe é o vencedor claro quando se trata de performance, com latência até 10 vezes menor que a de sistemas SSDs baseados em SAS.
Apesar disso, mesmo utilizando recursos como a comunicação baseada nos padrões SATA ou SAS, muitos arrays totalmente flash que utilizam SSD de comunicação legada tem sido usado para aplicações corporativas.
Esses sistemas híbridos continuam a ser populares principalmente devido ao baixo custo, capacidade de armazenamento e a possibilidade de aumentar a performance através da adição de novas unidades ao sistema.
No entanto, essas vantagens nem sempre é compensada pelo fato de que um armazenamento flash puramente NVMe pode atingir níveis de desempenho muito maiores do que um array totalmente flash sem esse recurso.
Vai comprar um NAS ou Storage NVMe?
Embora o NVMe ainda seja relativamente novo, ele já está sendo adotado por grandes empresas do setor de armazenamento.
Matrizes totalmente flash de empresas como HP, Qnap, Seagate, WD e Infortrend já oferecem suporte a NVMe, e muitas outras certamente seguirão o exemplo nos próximos anos.
Com sua latência mais baixa e taxa de transferência mais alta, o NVMe é o protocolo de armazenamento ideal para os ambientes de computação acelerados de hoje.
Traga seu projeto e tire suas dúvidas, somos especialistas em sistemas de armazenamento flash e distribuidores autorizados Seagate, Western Digital, Infortrend e Qnap.
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