Las prestaciones del interfaz NVMe sacan el mejor partido de los arrays All-Flash

Desde los casi olvidados disco IDE PATA (Parallel ATA, o Advanced Technology Attachment en paralelo), hasta los SATA (Serial ATA), SAS (Serial Attached SCSI, Small Computer System Interface), a los más modernos PCIe (PCI Express), o los avanzados NVMe (Non-Volatile Memory Express). Este último ha sido diseñado específicamente para sacar el mejor partido de los discos SSD (Solid State Disk), basados generalmente en memoria flash, por lo que aprovecha las cualidades de baja latencia y paralelismo interno de las unidades y los traslada a las modernas CPUs, plataformas y aplicaciones.

En términos de prestaciones, NVMe, cuya denominación completa corresponde a Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification (NVMHCI), ha introducido una importante mejora. Y es que frente a los 300 MBps de SATA II y 600 MBps que como máximo ofrece un disco SATA III, con NMVe se logran valores de hasta 2.500 GBps, que alcanzarán hasta 4 GBps con PCI Gen 3. Otras ventajas adicionales son la capacidad de procesar datos a la vez dentro del discos. Mientras que las unidades de tipo SATA cuentan con unos 10 canales, las PCI aumentan a 25 el número de canales. Igualmente, la comunicación entre la unidad de disco y el servidor es mucho más eficiente con NVMe. Mientras que los discos con tecnología anterior eran capaces de procesar una única cola de comando con 32 instrucciones, NVMe es capaz de atender 65.000 colas, cada una de ellas con 65.000 comandos. A lo cual hay que añadir que la baja latencia aporta otra ventaja en cuanto a rendimiento. Por no mencionar que los discos SSD de tipo NVMe pueden acoplarse directamente al bus PCI de los servidores, lo que evita otro cuello de botella en la transferencia de datos desde los elementos externos a los sistemas de almacenamiento hasta/desde las unidades de disco. Otro factor de mejora es que NVMe está preparado para soportar concurrencia, con lo cual es capaz de aprovechar mucho mejor los ciclos de proceso de las modernas CPU que cuentan con varios núcleos de proceso, distribuyendo las tareas a la vez en cada núcleo.

Naturalmente, la contrapartida para sacar partido a todas estas ventajas es que los servidores y arrays de almacenamiento deben estar preparados para acomodar estas unidades, en el número necesario. Mientras que los antiguos servidores dejaban más espacio para incrementar la memoria, o contaban con un número pequeño de slots PCI sobre los cuales acoplar las controladoras de discos, NVMe admite acoplar directamente las unidades sobre el bus PCI, lo que obliga a contar con mayor número de slots PCI, y que la alimentación en la placa aporte la suficiente energía a cada uno. Y no sólo la parte de hardware debe estar adaptada. También el sistema operativo debe tener en cuenta las nuevas cualidades de los discos y contar con los drivers apropiados para sacar el mejor partido de las prestaciones de esta nueva interfaz.

Contando con todas las ventajas, NVMe se consolida como la opción preferente en los modernos sistemas de almacenamiento y arrays. Los principales fabricantes ya hace tiempo que se enfocaron en arrays all-flash como sistema dominante para lograr unas elevadas prestaciones. Pero, con aplicaciones como la computación en la nube, transacciones de pago on line, redes sociales y otras aplicaciones interactivas en tiempo real, se necesita todavía más velocidad de respuesta y prestaciones. Para acomodar estas demandas, las empresas han puesto su mirada en las mejores prestaciones de la interfaz Non-Volatile Memory Express.

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