Le matériel augmenté et l’avenir du stockage défini par logiciel – Gigaom

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L’une des annonces les plus excitantes de VMworld cette année a été le projet Monterey. En bref, VMware souhaite décharger certaines activités très demandées vers des cartes d’interface réseau intelligentes (SmartNIC) et d’autres types d’accélérateurs. Ce faisant, la pile de virtualisation deviendra plus efficace et riche en fonctionnalités, tout en permettant la désagrégation et la composabilité des ressources. Cette description peut sembler un peu vague, mais il existe un certain nombre d’avantages concrets pour l’utilisateur, notamment une sécurité et une efficacité accrues, ainsi qu’une meilleure gestion des ressources. Et tout cela se produit tout en améliorant les performances globales du cluster!

L’idée est assez simple et des approches similaires ont été utilisées à plusieurs reprises dans le passé. Les processeurs à usage général sont maintenant très sophistiqués et peuvent faire plusieurs choses en parallèle, mais que vous le vouliez ou non, il y a des limitations et certaines ressources sont partagées. Plus les tâches demandées à un processeur sont variées, plus il doit changer de contexte, produisant des erreurs de cache interne qui retardent le traitement et altèrent les performances du système.

Du point de vue du stockage, le chiffrement, le compactage, les conversions de protocole et tous les calculs mathématiques autour de la protection des données contribuent au stress sur le processeur, ce qui entraîne une diminution de l’efficacité et des performances globales du système. À cet égard, le projet Monterey apportera à la table la possibilité de décharger ces tâches vers des accélérateurs et du matériel spécialisé, permettant au processeur du système de concentrer son potentiel et d’augmenter son efficacité pour exécuter des applications.

Malheureusement, le projet Monterey n’est pas encore là et nous devrons attendre plusieurs mois pour en voir une version produite. D’autre part, cette technologie est déjà disponible et plusieurs fournisseurs dans différents domaines travaillent sur le même modèle exact que Project Monterey.

Logiciel + stockage défini par le matériel

Le logiciel est excellent, mais un logiciel qui peut tirer pleinement parti du matériel est meilleur. Pendant de nombreuses années, nous avions des systèmes de stockage basés sur du matériel alimentés par des processeurs et des ASIC spécialement conçus, et c’était le seul moyen de fournir la puissance nécessaire pour que tout fonctionne suffisamment rapidement pour fonctionner correctement. Le système d’exploitation de la matrice de stockage a été spécialement conçu pour fonctionner avec le matériel et en extraire chaque bit. Au fil du temps, grâce à la puissance accrue des processeurs et des composants réseau, nous avons découvert que les ASIC (et autres accélérateurs ésotériques) devenaient pratiquement inutiles et de plus en plus d’architectures système ont commencé à se concentrer sur le matériel standard. Cela a amené sur le marché un nombre croissant de solutions «définies par logiciel».

Tout fonctionnait plutôt bien avec les disques durs jusqu’à la montée en puissance, par ordre d’apparence, de la mémoire flash, de la NVMe et de la mémoire de stockage. Cela ne s’est pas produit rapidement, en fait, l’adoption du flash a été lente à cause de son prix au début, mais les choses ont radicalement changé au cours des deux dernières années.

Nous avons maintenant Ethernet 100 Gb / s (sinon plus!), NVMe et NVMe-oF (chemin de données plus court et parallélisation massive), et un stockage plus rapide que jamais qui peut être configuré comme une extension de RAM (Intel Optane). La quantité de données que ces appareils peuvent gérer est énorme. Pour maintenir le système de stockage équilibré et efficace, nous devons nous assurer que chaque composant peut recevoir le flux accru de données sans goulots d’étranglement. C’est un exemple classique de répétition de l’histoire, diraient certains.

Les systèmes de stockage définis par logiciel standard (c’est-à-dire non accélérés) ont pu utiliser des processeurs à usage général car:

  • Les disques durs étaient lents (des centaines d’IOPS)
  • Le flash était plus rapide mais toujours gérable (jusqu’à des dizaines de milliers d’IOPS)
  • Ethernet était relativement lent (10 Gb / s)
  • Les protocoles ont été conçus pour traiter les disques durs de manière série (SCSI, SATA, etc.).

Le jour où nous avons libéré la puissance des options de mémoire de nouvelle génération grâce à NVMe et à des réseaux plus rapides (100 Gb / s ou plus), les processeurs à usage général sont devenus le goulot d’étranglement. Dans le même temps, les systèmes de stockage en expansion nécessitaient des processeurs plus puissants et plus coûteux pour fonctionner. En fin de compte, tout le monde veut aller plus vite, mais personne ne veut renoncer à la protection des données, aux services de données, à la sécurité et à l’optimisation de l’empreinte des données. Feriez-vous ça?

Certains fournisseurs de SDS l’ont rapidement compris et ont commencé à construire une nouvelle génération de systèmes qui tirent parti des accélérateurs pour faire plus (et mieux) avec moins (puissance et espace).

Logiciel + matériel optimisé

Je veux citer l’exemple de Lightbits Labs ici. LightOS de Lightbit est une solution logicielle évolutive innovante basée sur NVMe qui regroupe les périphériques NVMe sur des nœuds de stockage et expose NVMe / TCP en tant que protocole frontal. Il combine une faible latence et des performances élevées du stockage NVMe-oF (NVMe sur fabric) avec des services de données sur des réseaux Ethernet TCP / IP standard.

La société a récemment annoncé un partenariat avec Intel pour tirer parti de la plupart des dernières technologies matérielles du géant fabricant de puces:

  • Intel Optane. Pour un tampon d’écriture rapide et non volatile et une gestion des métadonnées
  • Cartes réseau Intel Ethernet 800 Series. Pour une optimisation NVMe / TCP à faible latence optimisée
  • SSD Intel QLC 3D NAND. Pour un meilleur $ / Go.
  • Et plus à venir…

Les Lightbits ont déjà démontré des performances incroyables sur du matériel à usage général. En ajoutant ces technologies à sa solution, il est en mesure d’optimiser davantage les performances tout en augmentant l’efficacité et les coûts globaux du système. D’une part, Lightbits délègue une série de tâches à Intel SmartNIC (avec des optimisations spécifiques rendues possibles par la technologie ADQ) tout en tirant parti des dernières options de mémoire pour les performances, la capacité et un meilleur coût par rapport à d’autres solutions. Pour l’utilisateur, cela signifie de meilleures performances, plus de capacité et une plus grande efficacité globale, ainsi qu’une empreinte réduite du centre de données qui se traduit facilement par un meilleur TCO.

Il est à noter que ces accélérateurs peuvent être considérés comme du matériel spécialisé, mais ce ne sont pas du matériel personnalisé. En fait, nous parlons de composants standard, pas d’ASIC conçus par Lightbits. Ceci est particulièrement important et donne à Lightbits un énorme avantage à long terme car il peut se concentrer sur le développement logiciel au lieu de gérer une conception ASIC. C’est quelque chose qui profitera également aux clients de Lightbits, car ils auront des options supplémentaires. En fait, ils peuvent choisir entre une définition logicielle (rapide, efficace, rentable) et une définition logicielle avec accélération matérielle (plus rapide, plus efficace, axée sur le TCO).

Fermer le cercle

Si je l’ai dit une fois, je l’ai dit un million de fois. Les centres de données modernes ne sont plus uniquement x86. De plus en plus, les infrastructures les plus avancées reposent désormais sur du matériel et des accélérateurs spécialisés tels que les GPU, les TPU, les FPGA, les NIC intelligents, etc.

Les logiciels peuvent déjà tirer parti de ces composants et Lightbits en est un excellent exemple. Sa solution peut fonctionner sur du matériel à usage général, mais elle peut encore mieux fonctionner avec ces composants et offrir un meilleur coût total de possession et un retour sur investissement plus rapide en fin de compte.

Du point de vue de l’utilisateur, l’augmentation matérielle (faute de meilleur terme) est simplement définie par logiciel sur les stéroïdes, et elle offre des options supplémentaires pour concevoir des solutions qui répondent mieux aux besoins de l’entreprise.

Clause de non-responsabilité: Lightbits Labs est un client de Gigaom



Jean-Michel

Ingénieur informatique de métier, passionné par l'informatique et le gaming et oui il n'y a pas que les jeunes qui peuvent aimer le gaming ... :)

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