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Nuevo enfoque híbrido para acelerar el acceso al almacenamiento NVMe

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Intel SSD 3D NAND

Investigadores canadienses están desarrollando un esquema de procesadores híbridos interconectados para acelerar el acceso a los datos sin pasar por la CPU. Este enfoque, denominado SHIP, pretende proporcionar un enlace casi directo a los datos mediante controladores de almacenamiento para chips FPGA lo que permitiría crear diseños más personalizados y eficientes para dispositivos que trabajan con datos en tiempo real, entre otras aplicaciones.

La llegada del protocolo e interfaz de almacenamiento NVMe ha habilitado un nuevo nivel de rendimiento en el acceso a los datos en los equipos informáticos. Primero ha sido a nivel interno, comunicando directamente el almacenamiento con el procesador a través del bus PCI Express, y después a nivel externo, gracias a la extensión NVMe-oF, que traslada muchas de las capacidades del almacenamiento no volátil de alta velocidad a las redes de dispositivos, especialmente en los centros de datos.

Pero en el caso de otras aplicaciones, como las redes de dispositivos IoT y otras arquitecturas diversificadas, se plantean ciertos problemas que limitan el rendimiento en el acceso a los datos. Esto se debe fundamentalmente a que se debe “pasar” por la CPU para llegar a los datos, y esto limita el desempeño de aplicaciones en las que se usan otros procesadores o plataformas integradas.

Con el fin de mejorar estas condiciones, un equipo de investigadores de la Universidad de Ingeniería Eléctrica de Toronto (Canadá), ha publicado un trabajo en el que proponen el uso de la arquitectura híbrida SHIP (Almacenamiento para Procesadores Híbridos Interconectados). Según sus creadores, este enfoque permite nuevas posibilidades de personalización y que reduce la carga para la CPU, así como los retrasos en el acceso a la información en estructuras tecnológicas diversificadas.

Consiste en un diseño en el que los procesadores centrales (CPU) se apoyan en microcontroladores programables FPGA, configurados e interconectados de tal forma que permiten un acceso más ágil al almacenamiento en soportes de estado sólido, a través de NVMe. Este tipo de chips programables sustituiría a los tradicionales controladores que se basan en CPU, lo que permite un nivel superior de personalización sin precedentes, perfecto para que los arquitectos de hardware y software puedan diseñar soluciones más personalizadas para cada aplicación concreta.

Esto tiene mucho sentido cuando se trata de los nuevos ecosistemas de dispositivos conectados que serán la norma en las industrias digitalizadas, las ciudades inteligentes y otros entornos basados en redes de dispositivos que deben trabajar conjuntamente, generando y compartiendo datos en tiempo real para proporcionar servicios empresariales o para el usuario final.

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