Mejorando la comunicación de datos entre SSD-NVMe y GPU

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Investigadores indios han realizado un profundo estudio sobre diferentes formas de comunicar directamente los datos almacenados en discos SSD NVMe con los procesadores gráficos GPU. Su objetivo es proporcionar conocimiento y guía a los diseñadores de plataformas de computación para salvar los cuellos de botella que se producen al conectar estos dispositivos a un mismo bus en un computador, acelerando el trabajo en aplicaciones con un alto consumo de datos.

Una de las claves para acelerar el rendimiento en los sistemas informáticos es minimizar las barreras entre los discos duros y el procesador, algo en lo que el protocolo e interfaz estándar NVMe ha ayudado mucho. Empleando el bus PCI Express para la comunicación directa entre la CPU y los discos SSD se logra un gran salto de rendimiento, acelerando la computación a un nivel fundamental para las aplicaciones de alto consumo de datos. Este enfoque tiene muchas posibilidades, y una de ellas es aplicarlo a los datos con que trabajan los procesadores gráficos GPU, empleados en gran cantidad de aplicaciones de cálculo matemático y físico de alto nivel, como todas aquellas basadas en la ciencia de datos o el tratamiento de imágenes tridimensionales, entre otras.

Esto interesa mucho a la industria, y dos investigadores del Instituto tecnológico de Kanpur, en India han realizado un análisis profundo de estas tecnologías. Su objetivo era buscar formas de combinar las técnicas de virtualización de discos SSD NVMe con mecanismos de transferencia entre NVMe-SSD y GPU. En su artículo explican que muchas aplicaciones modernas compatibles con GPU procesan grandes volúmenes de datos que están alojados en el almacenamiento secundario, y que ya existen varias propuestas de otros investigadores para optimizar los gastos generales de transferencia de datos entre dispositivos conectados al mismo bus, por ejemplo, un SSD NVMe y una tarjeta gráfica.

Y han dedicado su trabajo a estudiar en profundidad la viabilidad de diferentes combinaciones de técnicas de virtualización de discos SSD NVMe con mecanismos de transferencia de datos entre estos discos y una GPU. Además, han analizado el impacto de diferentes parámetros de transferencia de datos, y de la causa principal del rendimiento en cada caso, cuantificando la tasa de transferencia de datos y la utilización de recursos de la CPU.

Su análisis proporciona información valiosa para que otros investigadores puedan ahondar en diferentes enfoques que permitan superar en el futuro los cuellos de botella que se producen en diferentes arquitecturas de almacenamiento SSD y GPU conectados al bus PCI Express en las plataformas de computación. Esto, potencialmente, permitirá diseñar arquitecturas de hardware y software que incrementen el aprovechamiento de recursos y aceleren el procesamiento de los datos almacenados, valiéndose de estándares como NVMe y de tecnologías como la virtualización del almacenamiento SSD de alta velocidad.

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