Як новітнє покоління накопичувачів NVMe забезпечує пропускну здатність 100 Гбіт/с+ і як це може допомогти вашому бізнесу

Хочете більш швидке та розумне сховище для свого бізнесу? Новітні накопичувачі NVMe забезпечують пропускну здатність понад 100 Гбіт/с, усуваючи "вузькі місця" в процесі передачі даних і забезпечуючи безперебійну роботу. Ці накопичувачі поєднують у собі вдосконаленняPCIe 5.0 з оновленими протоколами NVMe для роботи з високошвидкісними завданнями, такими як штучний інтелект, аналітика та віртуалізація. Ось що вам потрібно знати:

• Чому це важливо: Швидший доступ до даних покращує процес прийняття рішень, підтримує робочі навантаження штучного інтелекту та покращує взаємодію з користувачами в таких галузях, як фінанси, охорона здоров'я та електронна комерція.
• Як це працює: PCIe 5.0 подвоює пропускну здатність до 128 Гбіт/с, а функції NVMe 2.2, такі як зоновані простори імен і гнучке розміщення даних, оптимізують продуктивність.
• Переваги для бізнесу: Зменшені затримки, нижчі витрати на електроенергію та краща масштабованість роблять накопичувачі NVMe розумною інвестицією для сучасних вимог до даних.

Незалежно від того, чи модернізуєте ви сервери, чи обробляєте величезні потоки даних, ці накопичувачі забезпечать швидкість і ефективність, необхідні вашому бізнесу, щоб залишатися на крок попереду.

Огляд твердотільного накопичувача Samsung 9100 | Перевищення межі швидкості PCIe 5.0

Як накопичувачі NVMe досягають швидкості 100 Гбіт/с і вище

Досягнення швидкості 100 Гбіт/с і більше не було випадковістю - це результат поєднання багатьох досягнень, подібно до переходу з односмугової дороги на багатосмугову магістраль. Давайте розглянемо ключові технології, що стоять за цим стрибком.

Удосконалення технології PCIe

В основі швидкості NVMe лежить технологія PCIe (Peripheral Component Interconnect Express), яка послідовно подвоює пропускну здатність з кожним новим поколінням.

• PCIe 3.0 пропонував 8 Гбіт/с (гігабіт на секунду) на кожну смугу, забезпечуючи близько 32 Гбіт/с у стандартній конфігурації x4.
• PCIe 4.0 подвоїв цей показник до 16 Гбіт/с на смугу, забезпечуючи швидкість до 64 Гбіт/с.
• PCIe 5.0 тепер забезпечує 32 Гбіт/с на кожну смугу, що дозволяє чотирисмуговому накопичувачу досягти вражаючих 128 Гбіт/с, легко подолавши позначку 100 Гбіт/с.

Крім базової швидкості, PCIe 5.0 також покращує цілісність сигналу і включає вдосконалену корекцію помилок, забезпечуючи швидку і надійну передачу даних в реальних умовах. Ці досягнення створюють основу для протоколу NVMe для подальшого вдосконалення та оптимізації передачі даних.

NVMe 2.0 і NVMe 2.2: Розумніше керування даними

Якщо PCIe - це магістраль, то протокол NVMe виступає в ролі контролера трафіку, забезпечуючи ефективну передачу даних. Нещодавні оновлення специфікацій NVMe принесли функції, які значно підвищують продуктивність.

• NVMe 2.0 представив кращу обробку команд і управління чергами, що дозволяє протоколу обробляти більше одночасних завдань без вузьких місць. Це особливо важливо для корпоративних систем, які обробляють тисячі невеликих запитів даних одночасно.
• Зоновані простори імен (ZNS) поділяють диск на зони, що дозволяє незалежно керувати кожною з них. Це зменшує посилення запису, що є поширеною проблемою традиційних SSD, і забезпечує стабільну продуктивність навіть за високих робочих навантажень.
• Flexible Data Placement (FDP) дає додаткам більше контролю над тим, де дані фізично зберігаються на диску. Мінімізуючи внутрішні накладні витрати, накопичувач може зосередитися на максимізації швидкості.
• Розширений набір команд NVMe 2.2 підтримує багатопотокові операції, дозволяючи одному диску обробляти кілька високопріоритетних потоків даних одночасно. Це кардинально змінює правила гри для таких завдань, як редагування відео в реальному часі або фінансова торгівля в режимі реального часу.

Ці оновлення протоколу безпосередньо сприяють досягненню приголомшливих показників продуктивності, які ми спостерігаємо сьогодні.

Продуктивність в дії

Сучасні накопичувачі PCIe 5.0 NVMe забезпечують швидкість послідовного читання понад 12 000 МБ/с і швидкість запису понад 11 000 МБ/с. Це понад 96 Гбіт/с на читання і 88 Гбіт/с на запис, а якщо врахувати двонаправлені операції, то ці накопичувачі впевнено перевершують еталонний показник 100 Гбіт/с.

Випадкова продуктивність також зробила величезний стрибок вперед. Високопродуктивні диски тепер досягають понад 1,5 мільйона IOPS при довільному читанні та понад 1,3 мільйона IOPS при довільному записі. Це має вирішальне значення для таких додатків, як управління базами даних і віртуалізовані середовища, де переважають невеликі випадкові запити даних.

Скорочення затримок також вражає. Сучасні накопичувачі NVMe досягають затримок при читанні менше 100 мікросекунд, а при записі - менше 20 мікросекунд, порівняно з 500+ мікросекунд у традиційних твердотільних накопичувачів SATA.

Поєднання пропускної здатності PCIe 5.0 і вдосконалених протоколів NVMe гарантує, що ці швидкості залишаються стабільними навіть при високих робочих навантаженнях. Незалежно від того, чи обробляєте ви масивні послідовні файли для редагування відео, чи керуєте тисячами невеликих транзакцій у базах даних, накопичувачі NVMe забезпечують стабільну високошвидкісну продуктивність в усіх випадках.

Сфери застосування високопродуктивних накопичувачів NVMe у бізнесі

Розвиток технології NVMe змінює те, як підприємства обробляють величезні обсяги даних. Завдяки неймовірній швидкості ці накопичувачі не просто прискорюють зберігання даних - вони перевертають уявлення про те, як функціонують операції з великими обсягами даних, надаючи компаніям реальну перевагу в конкурентних галузях.

Штучний інтелект і машинне навчання

Системи штучного інтелекту та машинного навчання потребують швидкого та безперебійного доступу до даних. Високопродуктивні накопичувачі NVMe усувають вузькі місця в системах зберігання даних, забезпечуючи роботу графічних процесорів на повну потужність. Для таких завдань, як навчання нейронних мереж, комп'ютерний зір або обробка висновків у реальному часі, наднизькі затримки накопичувачів NVMe є вкрай важливими. Ці накопичувачі відповідають високим вимогам сучасних робочих навантажень штучного інтелекту, забезпечуючи безперебійну та ефективну обробку даних.

Аналітика в реальному часі та великі дані

Коли справа доходить до аналітики в реальному часі, швидкість - це все. Такі галузі, як високочастотна торгівля, телекомунікації, Інтернет речей і цифрова реклама, покладаються на накопичувачі NVMe для швидкої обробки та аналізу величезних потоків даних. Незалежно від того, чи йдеться про управління великими масивами даних, аналіз журналів або моніторинг систем безпеки, ці накопичувачі забезпечують майже миттєве отримання та кореляцію інформації. Ця можливість також підвищує продуктивність віртуалізованих середовищ, роблячи їх більш ефективними та оперативними.

Переваги віртуалізації та контейнерів

Традиційні системи зберігання даних часто не справляються з вимогами віртуалізованих середовищ, але накопичувачі NVMe долають ці обмеження. Вони підтримують більшу щільність віртуальних машин і покращують продуктивність контейнерів, прискорюючи час запуску та забезпечуючи швидкий доступ до постійного сховища. Для команд розробників це означає швидші ітерації та більш плавні робочі процеси DevOps, що в кінцевому підсумку допомагає компаніям залишатися гнучкими та ефективними.

Переваги продуктивності та економії для бізнесу

Високопродуктивні накопичувачі NVMe не просто прискорюють роботу - вони підвищують ефективність інфраструктури та з часом забезпечують економію коштів. Ці переваги виходять за рамки простої продуктивності, безпосередньо впливаючи на операційні бюджети і створюючи вагомі аргументи на користь впровадження цієї технології.

Менші затримки та покращений час відгуку

Накопичувачі NVMe значно скорочують затримки, роблячи запити до баз даних і веб-додатки швидшими та гнучкішими у реагуванні. Це забезпечує кращий користувацький досвід, що особливо важливо в таких галузях, як фінансова торгівля або електронна комерція, де навіть невеликі затримки можуть мати помітний вплив.

Завдяки здатності обробляти набагато більший обсяг операцій вводу-виводу в секунду, накопичувачі NVMe дають змогу серверам одночасно керувати більшою кількістю користувачів і транзакцій без уповільнення роботи. Така масштабованість забезпечує безперебійну роботу навіть під час пікових навантажень.

Енергоефективність та інтелектуальна інфраструктура

У порівнянні з традиційними накопичувачами, що обертаються, технологія NVMe набагато енергоефективніша. Ці накопичувачі споживають менше енергії та виділяють менше тепла, що призводить до зниження рахунків за електроенергію, зменшення потреби в охолодженні та зменшення навантаження на інфраструктуру центру обробки даних.

Їх довговічність і вдосконалені функції керування також означають меншу кількість відмов і довший термін служби. Це означає меншу потребу в технічному обслуговуванні, менше перебоїв у роботі та більшу надійність системи в цілому.

Порівняння сукупної вартості володіння: NVMe проти традиційних систем зберігання даних

Хоча накопичувачі NVMe мають вищу початкову вартість, довгострокова економія на енергоспоживанні, охолодженні та технічному обслуговуванні швидко врівноважує цю різницю. Додайте до цього більш високу продуктивність і спрощене планування ємності, і рентабельність інвестицій стане очевидною. Технологія NVMe - це не просто підвищення продуктивності, це розумне фінансове рішення.

Встановлення накопичувачів NVMe у високопродуктивні сервери

Сучасні накопичувачі NVMe змінили продуктивність серверів, але правильне встановлення є ключем до розкриття їхнього повного потенціалу. Це передбачає перевірку сумісності сервера, ефективне керування тепловиділенням і забезпечення безперебійної міграції даних.

Сумісність із сервером і налаштування

Перш ніж встановлювати накопичувачі NVMe, переконайтеся, що ваш сервер підтримує необхідне покоління PCIe і що його слоти PCIe можуть впоратися з вимогами накопичувачів NVMe. Вибір правильного форм-фактора не менш важливий. Варіанти включають:

• M.2: Ідеально підходить для компактних установок.
• U.2: забезпечує краще охолодження та можливість гарячої заміни.
• EDSFF: призначений для щільних високопродуктивних конфігурацій.

Якщо ви використовуєте кілька накопичувачів NVMe, заздалегідь сплануйте стратегію об'єднання сховища. Програмно-визначене сховище може об'єднувати диски в більші відмовостійкі пули, поєднуючи високу продуктивність з надмірністю. Крім того, переконайтеся, що на вашому сервері достатньо каналів PCIe для підтримки продуктивності кожного накопичувача.

Після перевірки сумісності настав час зосередитися на терморегулюванні, яке має вирішальне значення для підтримки продуктивності.

Керування тепловиділенням і термін служби накопичувача

Накопичувачі NVMe можуть виділяти значне тепло під час великих робочих навантажень, що може вплинути на продуктивність. Для стабільної роботи важливо підтримувати температуру в межах, рекомендованих виробником.

• Активне охолодження: Використовуйте шасі зі спеціальними зонами охолодження для накопичувачів NVMe, щоб підтримувати оптимальну температуру.
• Моніторинг у режимі реального часу: Деякі корпоративні сервери мають вбудовану функцію моніторингу температури для слотів NVMe, що дає змогу регулювати стратегію охолодження за потреби.
• Розміщення накопичувачів: Не розміщуйте кілька високопродуктивних накопичувачів занадто близько один до одного без достатнього повітряного потоку. Розміщення в шаховому порядку допомагає ефективніше розподіляти тепло.

Хоча багато сучасних накопичувачів NVMe мають захист від перегріву, надійна система охолодження забезпечує кращу стабільність продуктивності та подовжує термін служби ваших накопичувачів. Після того, як терморегулювання встановлено, зосередьтеся на міграції та моніторингу даних, щоб оптимізувати систему.

Міграція та моніторинг даних

Перенесення даних зі старих систем зберігання на накопичувачі NVMe вимагає добре продуманої стратегії. Візьміть до уваги поточну структуру робочого навантаження та можливості нової системи NVMe.

• Інструменти міграції в реальному часі: Дозволяють переносити дані з мінімальним часом простою. Тимчасове зменшення операцій запису під час міграції може підвищити ефективність.
• Клонування проти нової інсталяції: Клонування зберігає існуючі структури даних, в той час як нова інсталяція дозволяє оптимізувати їх спеціально для сховища NVMe.

Після інсталяції моніторинг продуктивності є життєво важливим. Використовуйте SMART-інструменти для відстеження стану накопичувача, включаючи такі показники, як вирівнювання зносу і температура. Сторонні інструменти можуть надати більш детальну інформацію про IOPS, глибину черги та тепловий режим.

Документуйте базові показники, такі як пропускна здатність, затримка і температура, щоб допомогти з усуненням несправностей і плануванням майбутніх потужностей. Регулярне оновлення прошивки також має вирішальне значення - воно не тільки підвищує продуктивність, але й усуває вразливості в системі безпеки, не порушуючи при цьому роботу.

Висновок: Як СЗД NVMe допомагають вашому бізнесу

Найновіше покоління накопичувачів NVMe, здатних забезпечити пропускну здатність понад 100 Гбіт/с, - це не просто оновлення системи зберігання даних, а кардинальна зміна підходів до роботи з великими обсягами даних. Ці накопичувачі усувають вузькі місця в продуктивності, прокладаючи шлях до більш плавних і ефективних робочих процесів.

Крім усунення вузьких місць, підвищення продуктивності накопичувачів PCIe Gen5 NVMe дає помітні переваги для бізнесу. Завдяки зменшенню затримок і значно більшій пропускній здатності ці накопичувачі можуть прискорити процеси штучного інтелекту та машинного навчання, забезпечуючи швидші ітерації та більш швидке й обґрунтоване прийняття рішень.

Енергоефективність - ще одна важлива перевага. Сучасні накопичувачі NVMe споживають менше енергії та виділяють менше тепла, що означає менші вимоги до охолодження. У поєднанні з більш щільними конфігураціями така економія енергії може значно знизити довгострокові витрати, максимізуючи рентабельність інвестицій.

Масштабованість не менш важлива. Накопичувачі NVMe призначені для обробки зростаючих робочих навантажень, які зазвичай вимагають декількох традиційних рішень для зберігання даних. Така консолідація не тільки спрощує керування інфраструктурою, але й зменшує складність забезпечення та обслуговування. Витрачаючи менше часу на обслуговування, ІТ-команди можуть зосередитися на проектах, які сприяють інноваціям та зростанню. Крім того, така масштабованість гарантує, що ваша інфраструктура розвиватиметься разом з новими викликами, які постають перед вашим бізнесом.

Нарешті, технологія NVMe зі швидкістю 100 Гбіт/с+ готує ваше середовище зберігання даних до майбутнього. Оскільки обсяги даних зростають, а програми вимагають більшої продуктивності, наявність швидкого, масштабованого рішення для зберігання даних має важливе значення для збереження конкурентоспроможності без частих і дорогих оновлень.

Поширені запитання

Як визначити, чи готове моє підприємство до переходу на диски NVMe зі швидкістю передачі даних 100 Гбіт/с+?

Щоб з'ясувати, чи готова ваша компанія до роботи з накопичувачами NVMe зі швидкістю понад 100 Гбіт/с, почніть з уважного вивчення поточної конфігурації вашого обладнання. Зокрема, перевірте, чи обладнані ваші сервери інтерфейсами PCIe Gen4 або Gen5 - вони мають вирішальне значення для досягнення таких високих рівнів продуктивності. Крім того, переконайтеся, що ваша мережева інфраструктура здатна впоратися зі збільшенням пропускної здатності, щоб запобігти виникненню вузьких місць.

Далі оцініть можливості процесора вашого сервера та продуктивність IOPS (операцій введення/виведення за секунду). Ці два елементи відіграють важливу роль у визначенні того, наскільки добре ваша система може використовувати переваги технології NVMe. Якщо ваш бізнес залежить від ресурсоємних додатків, таких як штучний інтелект, машинне навчання або аналіз даних у реальному часі, перехід на накопичувачі NVMe може забезпечити помітний приріст продуктивності, зменшення затримок і кращу масштабованість.

На які проблеми слід звернути увагу під час переходу на диски NVMe у налаштуванні мого сервера?

Оновлення до накопичувачів NVMe може значно підвищити продуктивність, але воно не позбавлене певних проблем. Однією з найпоширеніших проблем є сумісність обладнання. Вашим серверам можуть знадобитися оновлені слоти PCIe або контролери, щоб підтримувати вищу пропускну здатність, яку вимагають сучасні накопичувачі NVMe. Без цих оновлень ви не зможете повною мірою скористатися їхніми можливостями.

Також потрібно враховувати оновлення програмного забезпечення та мікропрограми. Ці оновлення часто необхідні для розкриття повного потенціалу продуктивності накопичувачів NVMe і забезпечення їх ефективної роботи у вашій системі.

Ще одним важливим аспектом є усунення можливих вузьких місць в архітектурі вашої системи. Наприклад, надмірна підписка на шину PCIe може обмежити приріст продуктивності, який ви очікуєте від накопичувачів NVMe. Щоб отримати максимальну віддачу від цих високошвидкісних накопичувачів, особливо для завдань з великим обсягом даних, таких як штучний інтелект, машинне навчання та аналітика в реальному часі, дуже важливо планувати заздалегідь і оптимізувати свою інфраструктуру відповідним чином.

Як диски NVMe підвищують енергоефективність і знижують витрати в центрах обробки даних?

Накопичувачі NVMe змінюють правила гри в сфері енергоефективності в центрах обробки даних. Вони споживають менше енергії та виробляють менше тепла, а це означає, що системам охолодження не потрібно працювати так інтенсивно. Завдяки сучасним функціям, таким як інтелектуальні режими низького енергоспоживання, ці накопичувачі можуть скоротити споживання енергії на 20%, що з часом призведе до значної економії коштів.

Крім того, накопичувачі NVMe забезпечують більшу продуктивність на ват, ніж традиційні варіанти зберігання даних. Це робить їх ідеальними для керування великомасштабними операціями з даними, дозволяючи контролювати операційні витрати. Крім того, вони сприяють зменшенню вуглецевого сліду на терабайт пам'яті, пропонуючи більш екологічне рішення для центрів обробки даних.