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Determinismo e fluxos de Inteligência Operacional: Recursos do Seagate Nytro

Escrito por HD Store

Para acompanhar as cargas de trabalho de hiperscale, data center, nuvem e corporações da atualidade, o setor de tecnologia precisa estar continuamente em busca de soluções inovadoras e fora da caixa. Isso não é verdade apenas para as tecnologias com as quais entramos em contato no dia-a-dia, como mídias sociais, compras em lojas e o aumento do conteúdo de mídia, mas também a infraestrutura e o hardware que atuam como a base para permitir o sucesso dessas tecnologias.

Esse é o caso da Seagate e de sua liderança no setor de desenvolvimento de discos rígidos, SSDs e sistemas avançados. A Seagate não está apenas implantando essas tecnologias de hardware de armazenamento para desempenho sólido, confiabilidade, eficiência e permitindo um TCO (Total cost of ownership, estimativa financeira para avaliar custos diretos e indiretos de um investimento) mais baixo, mas também está na vanguarda dos recursos de desenvolvimento que promovem ainda mais os recursos dessas tecnologias. Um exemplo disso é a responsabilidade da Seagate em liderar os recursos SSD NVMe (ou PCIe) desenvolvidos com o Grupo de Trabalho Técnico NVM Express e suas especificações abertas.

A Seagate cunhou vários desses novos recursos na especificação NVMe com o nome comercial do Seagate Nytro® Q-Boost. As duas primeiras características que atraíram muita atenção da indústria sob esta marca são Streams e IO Determinism (recurso de Inteligência Operacional). A Seagate desempenhou um papel fundamental no grupo de trabalho técnico da NVM Express ao definir essas especificações e as capacidades desses recursos e demonstrou seu vasto desempenho em várias provas de conceitos (POCs). Também é importante destacar que, embora esses recursos melhorem muito o desempenho, eles o fazem por meio de métodos diferentes nos quais os dados são colocados lógica ou fisicamente em um SSD. Isso permite a melhoria de diferentes aspectos do desempenho que podem ser usados ​​harmoniosamente para obter o melhor dos dois mundos de desempenho, por assim dizer.

Recurso Nytro Q-Boost: Fluxos para manter seus dados em linha … literalmente

A gravação de dados em SSDs não é um processo de corte e secagem – várias etapas estão envolvidas. Sobrescrever dados que não são mais necessários não é uma opção com SSDs e os dados existentes devem ser apagados antes que novos dados possam ser gravados. Com dados inutilizáveis ​​e antigos gravados em vários blocos no SSD (cargas de trabalho estão entrando no SSD e, em seguida, espalhadas por ele), o SSD deve primeiro coletar os dados utilizáveis, que não são destinados à eliminação, desses blocos, mesclá-los, escreva-o em outro bloco e depois (finalmente!) apague todos os dados do bloco anterior. Resultado final – o bloco apagado fica livre de dados e agora está disponível para que novos dados sejam gravados nesse bloco. O termo usado para esse processo é chamado de “coleta de lixo”, na qual o SSD retoma as localizações físicas que não possuem mais dados utilizáveis.

Como você provavelmente pode concluir, isso pode prejudicar o desempenho. É aqui que o Streams entra em cena. Esse recurso é um posicionamento lógico dos dados, o que significa que os dados não são colocados em um local físico, mas são armazenados e organizados de maneira metódica no SSD. Com o Streams, o host identificará as cargas de trabalho que contêm dados “semelhantes” de natureza muito semelhante e agrupam esses dados em um fluxo e os gravam no SSD. Isso é feito por meio de identificadores de fluxo para comandos de gravação do IO, que, por sua vez, servem como dicas para identificar o grupo de dados relacionado. Agora, com esses fluxos, esses dados agrupados são gravados juntos para que possam ser apagados juntos. Isso minimiza o impacto no desempenho da coleta de lixo, já que essa operação pode impactar apenas um fluxo específico, não todos, resultando na redução da amplificação de gravação e na utilização eficiente do flash, melhorando o desempenho e diminuindo o TCO. Na verdade, o POC da Seagate mencionado anteriormente concluiu pelo menos um duplo aprimoramento na amplificação de escrita!

Recurso Nytro Q-Boost: O Determinismo IO remove o desafio do “vizinho intrometido”

O segundo recurso da marca Nytro Q-Boost é o Determinismo IO. Sem esse recurso, cargas de trabalho muito diferentes poderiam ser gravadas em qualquer local no SSD e qualquer tarefa em segundo plano associada ao SSD, como cargas de trabalho aleatórias e sequenciais misturadas em ambientes de aplicativos, pode afetar negativamente a latência do SSD e, por sua vez , o sistema global. Alguns o chamam de “problema do vizinho barulhento”, onde as gravações nos SSDs estão interferindo nas leituras que estão ocorrendo, resultando em algumas leituras retornando ao servidor em um ritmo mais lento. Eu gosto de pensar mais em uma analogia de servos onde as operárias estão tentando completar suas tarefas, mas seu espaço de trabalho é aleatório sem nenhuma ordem. Assim, com todas as suas diferentes tarefas designadas localizadas em locais aleatórios, elas estão se colidindo e diminuindo o processo geral.

Com o recurso Determinismo de IO no local, o SSD é dividido em vários SSDs físicos, ou sub-SSDs menores, que permitirão que as cargas de trabalho executem somente o processamento de I / O em uma parte designada do SSD. Portanto, essa execução paralela de I / O remove o conflito ou a sobrecarga anterior, pois as cargas de trabalho não são impedidas de realizar seu próprio processamento. O Seagate POC, nesse caso, conseguiu demonstrar uma latência de leitura média acima de 5x para melhor desempenho e máxima latência de leitura para melhor qualidade de serviço (QoS). Além disso, à medida que o host se torna mais inteligente, os comandos podem ser enviados do SSD de volta para o host, o que permitirá concluir quais segmentos do drive não estão sendo utilizados e onde os dados podem ser extraídos com latência mínima. Por fim, isso fornecerá latência previsível e aprimorada (99,9999%).

O estado atual do NVMe e Seagate

Encorajo os interessados ​​nas atuais ofertas de SSD da Seagate NVMe a verificarem a série SSD NVMe da Seagate. A parceria com outros parceiros de tecnologia e a confirmação de um teste de operacionalidade de alto nível também são essenciais para o sucesso da implantação do NVMe como uma solução pronta para uso. Por exemplo, o Resumo do Relatório de Compatibilidade de SSD do Nytro 5000 NVMe está disponível no site de suporte da Seagate e estamos adicionando novos fornecedores constantemente para que você possa ter certeza da interoperabilidade do seu data center. E para obter mais informações sobre os recursos mencionados, tive a oportunidade de apresentar uma das conferências mais influentes do Vale do Silício em março, a OCP Summit 2018. Você pode encontrar a gravação da OCP Summit aqui.

Seagate Nytro

O setor de armazenamento está migrando rapidamente para o NVMe, o que torna a disponibilidade de um padrão aberto e colaborativo ainda mais crítico. A NVMe não está apenas atendendo a armazenamento corporativo de ponta, mas também a clientes e soluções móveis, e continua a demonstrar que é uma tecnologia extremamente importante para garantir o sucesso do setor. Também está claro que esses recursos futuros permitirão que o data center, especialmente o Cloud e o Hyperscale, gerencie o comportamento de SSDs em seu benefício, e fico feliz em compartilhar que a Seagate está na vanguarda desse esforço.


Fonte: texto traduzido de  no blog Seagate.

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