Mejoras en la tecnología Key Value SSD

  • Noticias y Actualidad

Samsung SSD data center

Investigadores surcoreanos y estadounidenses han presentado un sistema de control más detallado de los procesos paralelos para los discos duros Key Value SSD, diseñado para las modernas unidades NVMe. Esta tecnología simplifica la pila de E/S de los SSD tradicionales, aprovechando mejor el ancho de banda de la memoria NAND flash y aumentando su rendimiento para aplicaciones de computación paralela.

Los chips empleados en los discos duros de estado sólido evolucionan constantemente, pero la arquitectura de SSD tradicionales basada en bloques no loga extraer todo el rendimiento que puede ofrecer la memoria NAND Flash más moderna, especialmente en los procesos de computación paralela. Uno de los problemas es que la pila de E/S se ha vuelto compleja, y no permite aprovechar el rendimiento de entrada y salida de datos que pueden ofrecer los chips modernos para crear diferentes procesos que funcionen de forma paralela.

Para resolverlo se ha desarrollado la tecnología denominada Key Value SSD (KV-SSD), que aborda los problemas que genera la necesaria conversión de datos entre interfaces de nivel de bloque y de objeto en los SSD tradicionales. Este proceso es necesario para transformar los datos alojados en un disco de estado sólido a un lenguaje que puedan entender las aplicaciones que se alimentan de ellos.

Marcas como Samsung han explorado las posibilidades de esta tecnología y han ideado una forma de incluir la lógica de almacenamiento de los valores clave en el firmware de sus discos duros KV-SSD, simplificando el proceso de conversión, aumentando el rendimiento de la unidad, haciendo más sencilla la gestión del almacenamiento a nivel interno y habilitado la opción de un escalamiento casi infinito de los sistemas de almacenamiento.

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad Internacional de Florida, de la Universidad del Noroeste de Corea del Sur y de la propia Samsung acaban de presentar una nueva tecnología que promete mejorar el aprovechamiento del ancho de banda en unidades KV-SSD y elevar su rendimiento. Se trata de una nueva infraestructura de almacenamiento basada en valores clave para la computación paralela (KV-SiPC), un marco para aplicaciones OpenMP de múltiples subprocesos para utilizar KV-SSD basados en la tecnología NVMe.

En el artículo que han publicado en la revista ACM Digital Library explican que han diseñado una nueva capacidad para ejecutar cargas de trabajo con múltiples subprocesos de datos paralelos, junto con subprocesos de computación paralela tradicionales. Esto les ha permitido mejorar el rendimiento general de las aplicaciones, aprovechando el máximo ancho de banda del soporte de almacenamiento.

Para demostrar la eficacia de su nuevo enfoque han implementado su infraestructura KV-SiPC en un sistema real, ampliando varias capas de procesamiento (programa, sistema operativo y dispositivos). Han evaluado el rendimiento de este sistema empleando unidades SSD NVMe basadas en bloques en la pila de E/S tradicional, y han verificado que se logra una mejora considerable del rendimiento de las aplicaciones. Teniendo en cuenta los resultados y quién ha colaborado en este trabajo, cabe esperar que la tecnología KV-SiPC, o una versión más evolucionada, acabará formando parte de los SSD de marcas importantes.