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Mejorando el transporte de datos TCP a través de NVMe-oF

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Intel SSD 3D NAND

El protocolo que permite trasladar las capacidades de NVMe a través de los tejidos de red está mejorando, y no solo por los avances realizados por la organización responsable del estándar. Ahora, un grupo de investigadores de Intel ha publicado un trabajo de investigación en el que proponen un nuevo enfoque para optimizar el acceso a los datos almacenados en soportes NVMe a través del protocolo de red TCP.

 

Uno de los avances más significativos que ha logrado la industria de almacenamiento en los últimos años es la creación del protocolo y la interfaz NVMe. Esto ha permitido revelar el verdadero potencial del almacenamiento de estado sólido, que con la interfaz SATA se veía limitado. Ahora, las mejoras de rendimiento de los chips NAND Flash empleados en los discos SSD sí se trasladan al rendimiento en el acceso a los datos, algo que se ha podido trasladar al almacenamiento en red gracias al protocolo NVMe-oF (Non-Volatile Memory Express-over Fabrics).

El año pasado los creadores de este estándar presentaron varias mejoras del protocolo para ampliar su compatibilidad con diferentes entornos de red, y quizá el más importante fue añadir soporte para el protocolo TCP, ampliamente extendido en centros de datos e infraestructuras de almacenamiento de todo el mundo. Pero no son los único que están trabajando para mejorar el desempeño del almacenamiento NVMe, ya que grandes firmas de la industria también están haciendo sus aportaciones individuales.

Un ejemplo proviene de uno de los equipos de investigación del popular fabricante de procesadores Intel, que acaba de presentar el nuevo esquema denominado uNVMe-TCP, que promete una mejora de latencia en la transferencia de datos a través de TCP de entre el 15% y el 30%, con respecto a la implementación en el kernel. Esta es una de las dos que existen, la otra es la implementación en el espacio de usuario.

La primera presenta inconvenientes como el menor rendimiento, flexibilidad y estabilidad. Frente a esto, uNVMe-TCP es una implementación basada en el espacio del usuario, que promete una mejora de rendimiento y de experiencia de uso. Los investigadores de Intel han escogido esta modalidad porque consideran que con ella es más fácil optimizar toda la pila de entrada/salida en el transporte TCP, independientemente de las aplicaciones usadas, algo que no se puede hacer tan fácilmente con las implementaciones en el kernel.

Según sus creadores, este enfoque proporciona una solución viable de más rendimiento tanto para el origen como para el destino de los datos, y funciona sin problemas con las soluciones basadas en implementaciones del kernel Linux, que están bastante extendidas. En sus pruebas, a la mejora de latencia antes mencionada se suma una mejora de 2,2 veces en el rendimiento promedio por cada núcleo de la CPU promedio. Y, además, destacan que uNVMe-TCP es escalable en cuanto a la CPU.

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