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Almacenamiento ultrarrápido para Inteligencia Artificial

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Los nuevos procesadores de alto rendimiento requieren un acceso a los datos de alta velocidad para aprovechar sus características. La mejor solución es conectarlos a sistemas de almacenamiento basados en discos de estado sólido con interfaz NVMe.

Las nuevas aplicaciones de Inteligencia Artificial aplicadas en la industria, las finanzas o el análisis de Big Data, así como los sistemas avanzados que dan soporte a la investigación científica o a la realidad virtual requieren una computación de alto nivel. Para competir en este mercado los principales fabricantes de procesadores de alto rendimiento y dedicados a física y gráficos, especialmente Intel y Nvidia, han evolucionado mucho sus chips. Actualmente son capaces de aceptar más flujo de datos del que los sistemas de almacenamiento basados en HDD o SSD pueden proporcionarles empleando interfaces SATA y SAS.

Para aprovechar la capacidad de cálculo de los superordenadores, los centros de datos asociados deben proporcionar un ancho de banda que se ajuste bien a las capacidades de los procesadores. Con el fin de superar el cuello de botella que implican los controladores y puertos antiguos se ha creado NVMe (Non-Volatile Memory Espress), cuya primera especificación se publicó en 2013. Esta interface, pensada para medios de almacenamiento de estado sólido, está sustituyendo paulatinamente a AHCI, que se utiliza en conexiones SATA o SATA Express. Su superioridad se basa en que utiliza el Bus PCI Express de las placas base para aumentar la velocidad de acceso a los datos de forma drástica, ya que la conexión es más directa con el procesador, permite usar más canales de datos y gestiona mejor el trabajo con chips multinúcleo.

Los discos duros de estado sólido también están evolucionando con rapidez para aprovechar esta interfaz, y las tecnologías que mayor densidad de información permiten guardar y más rendimiento ofrecen son 3D-XPoint (Intel y Micron) y las diferentes versiones de 3D-NAND, como V-NAND y la más reciente Z-NAND, de Samsung. La primera, que se emplea en las memorias y discos duros Intel Optane, resulta más cara pero ofrece rendimientos superiores en ciertos aspectos. La segunda, aunque a priori ofrece rendimientos ligeramente inferiores, es más económica y, según los expertos, tiene más posibilidades de acaparar el mercado en los próximos años.

Actualmente, los fabricantes de infraestructura para centros de datos dedicados a aplicaciones de alta computación ofrecen equipos de almacenamiento flash de última generación basados en NVMe y en los discos más veloces. La capacidad máxima por unidad en los modelos de tecnología más avanzada ya se encuentra en torno a los 30 TB, aunque su coste aún es elevado. Pero existen muchas otras opciones que, aunque de menor capacidad y rendimiento, permiten eliminar los anteriores cuellos de botella. Además, su reducido tamaño y el importante desarrollo que están realizando los fabricantes de placas base permite instalar cada vez más unidades en las matrices All-Flash, facilitando el escalado que requieren muchos sistemas relacionados con la inteligencia artificial.

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