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NVMe聯盟完善規範,支持計算儲存功能

2024-01-23數位

但截至目前,將儲存與計算相融合的技術尚未大範圍流行。

NVM Express聯盟日前更新規範,希望引入計算儲存功能以建立新的標準化方式,在應用程式與包含特定處理功能的儲存裝置之間建立通訊機制。

NVM Express(下文簡稱「該組織」)負責監督透過主機PCIe匯流排使用固態硬碟(SSD)的NVMe規範,而新加入的計算儲存功能將進一步擴充套件規範以支持NVMe計算儲存裝置。

此番支持涵蓋兩套新的NVMe命令集:其一用於計算程式,其二用於子系統本地記憶體命令。兩套命令集現在均可從NVM Express官方網站處下載。

其中計算程式命令集將使NVMe裝置能夠對NVM子系統中的數據執行操作,使用各項命令管理裝置上的計算活動。

另一方面,子系統本地記憶體命令則允許透過NVMe I/O命令存取NVM子系統中的本地記憶體,可透過各項命令實作使用者數據讀取/寫入以及將使用者數據復制到裝置本地記憶體等操作。

計算儲存技術的核心,在於將計算與儲存緊密耦合的新型架構。這種架構的優勢,主要在於將處理能力嵌入至SSD等儲存裝置以減少數據移動需求。如此一來,資料庫和AI處理等延遲關鍵型套用的響應速度將顯著提升。

NVMe計算儲存任務組聯席主席Bill Martin在回應采訪的聲明中表示,「NVM Express計算儲存是我們向企業和超大規模數據中心伸出援手,滿足儲存行業不斷變化的現實需求的重要舉措。」Martin本人還擔任三星電子負責SSD IO標準的首席工程師。

「計算儲存是一種標準化方法,將建立起開放且可互操作的生態系。透過將計算任務移交至儲存裝置,我們預計相關行業的總體擁有成本將有所降低、整體效能也將隨之提升。」

三星是目前制造計算儲存驅動器(產品名稱為SmartSSD)的參與廠商之一。

在與英特爾儲存軟體架構師Kim Malone共同撰寫的博文中,Martin解釋了數據集規模的增加如何在網路頻寬用量、主機記憶體和CPU利用率等層面引發效能瓶頸。而計算儲存技術又如何經由NVMe裝置將部份數據處理任務從主機上轉移出來,有效解決這個問題。

博文指出,「透過減少計算過程中所需的數據傳輸量,系統能夠為關鍵數據套用提供更快的響應速度。」

「此外,透過將計算任務轉移至NVMe裝置,計算儲存技術還有助於釋放整個系統的架構利用率,降低數據中心環境的總體擁有成本。」

但根據技術媒體Blocks & Files最近的報道,計算儲存技術截至目前並未得到市場的廣泛接納。而其中一大原因,就是與系統主機處理器(通常是FPGA或者少量Arm核心)相比,儲存裝置中嵌入的計算容量太過孱弱。

計算儲存SSD的典型套用,往往側重於承擔壓縮/解壓縮、糾刪碼以及加速資料庫等場景下的鍵值操作。

目前還不清楚新的NVM Express規範能否或者如何與儲存網路行業協會(SNIA)定義的計算儲存架構與編程模型相相容。

不到一年之前,SNIA剛剛釋出上述規範的1.0版本。檔定義了相關概念,旨在為應用程式提供通用編程模型,用以發現並使用附加至電腦系統的一切計算儲存資源。