07.02.2019 (Ariane Rüdiger)
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NVMe-oF macht Zukunftsanwendungen praktikabel

  • Inhalt dieses Artikels
  • Pure sieht sich als NVMe-oF-Treiber
  • SATA an der Geschwindigkeitsgrenze

Als NVMe vor fünf Jahren auf den Markt kam, galten SSDs noch als schnell. Im Enterprise-Bereich ist das deutlich schnellere NVMe-Protokoll nicht mehr wegzudenken, da es den Flaschenhals zwischen CPU und Flash-Speicher auflöst. Der nächste Schritt könnte 2019 folgen, mit NVMe-oF erlaubt eine Speicheranbindung über Fibre-Channel oder Ethernet an die Rechen-Ressourcen. Dies soll vor allem Zukunftsanwendungen zu Gute kommen.

NVMe-oF eliminiert etliche Flaschenhälse (Grafik: Pure)NVMe-oF eliminiert etliche Flaschenhälse (Grafik: Pure)Dank seiner Geschwindigkeitsvorteile steht NVMe (Non-Volatile Memory Express) vor dem Durchbruch zur Nutzung für leistungshungrige Mainstream-Enterprise-Anwendungen der Zukunft wie Big-Data-Analysen und Automatisierung. Wobei sich die Hersteller über den Stand der Technik durchaus uneins sind, je nachdem, mit wem man spricht. Für Samsung ist NVMe längst etabliert. Die Technologie ermöglicht anders als das bislang dominante SAS (Serial-Attached-SCSI) bis zu 64.000 parallele Warteschlangen. So können nahezu beliebig viele Rechenkerne gleichzeitig auf eine der (wegen ihrer Menge) in der Regel kürzeren Warteschlangen zugreifen. Die Technologie ermöglicht erheblich schnelleren Zugriff auf Daten über PCIe, ohne herstellerspezifische Treiber zu benötigen.

Zum schnelleren Einstieg professioneller Anwender in NVMe-Technologien trägt mit Sicherheit auch der Preisverfall bei NVMe-SSDs und NAND-Speicher bei. Laut Gartner sind die NAND-Preise 2018 erheblich gefallen.

Trotzdem konnte der NAND-Markt dank großer SSD-Nachfrage insgesamt einen um 6,5 Prozent erhöhten Umsatz verbuchen. Ein Beispiel: Rund die Hälfte aller Notebooks verwenden bereits SSD statt Festplatten. Der Trend zum Preisverfall sollte sich fortsetzen. Ein weiterer Faktor ist, dass wichtige Intel-/AMD-Prozessoren inzwischen NVMe-ready sind und viele parallele Speicherzugriffe unterstützen – derzeit bis zu 128 (Intel Skylake und AMD Epyc).

Pure sieht sich als NVMe-oF-Treiber

Neue Marktsegmente soll NVMe-Technologie mit der NVMe-oF-Technologie erobern, die nun Marktreife erlangt. NVMe-oF (over Fiber) ermöglicht, Daten mittels der NVMe-Schnittstelle auch über Fibre-Channel oder Ethernet an die Rechen-Ressourcen anzubinden. So gab Broadcom im August 2018 die Marktreife seines PS1100R – 100GbE-NVMeOF-PCIe-Storage Adapter bekannt. Ebenfalls im August des Vorjahres machte Western Digital seine für Geräte mit NVMe-oF ausgerüstete Speichersysteme konzipierte des Vorjahres OpenFlex-Speicherarchitektur und einige dafür gebaute Systeme wie etwa das Speichersystem F3000 bekannt. Diese Systeme sind vor allem für Rechenzentren gedacht.

Markus Grau, Pure: »NVMe kann alles im Unternehmen beschleunigen« (Bild: Pure Storage)Markus Grau, Pure: »NVMe kann alles im Unternehmen beschleunigen«Pure Storage will sich zukünftig als Treiber für NVMe und die -oF-Variante positionieren. »NVMe wird in diesem Jahr zunehmend auch für große Unternehmen eine Rolle spielen«, erwartet Markus Grau, Principal Systems Engineering bei Pure. »Das Protokoll kann alles im Netzwerk eines Unternehmens beschleunigen, einschließlich Datenbanken, virtualisierten und containerisierten Umgebungen, Entwicklerinitiativen sowie webbasierte Anwendungen.« Explizit sieht Pure besonders hohen Bedarf in Bereichen wie KI, maschinelles Lernen und Automatisierung, zudem in den Branchen Finanzen und E-Commerce. Mit dem FlashArray // X hat der Hersteller auch schon ein Array im Programm, das NVMe-oF unterstützt.

Laut Pure lässt sich mit NVMe-oF in Mikrosekunden auf den gesamten Speicher zugreifen. Endbenutzer sollen damit keinen Unterschied mehr erkennen, zwischen lokalem Speicher und entferntem, mit Hochgeschwindigkeits-Netzwerken verbundenen Speicher. Dies ist vor allem Datenbank-Applikationen von Vorteil.

Für Grau von Pure sei es daher nur logisch ist, dass die NVMe-Revolution 2019 einen weiteren Schritt nach vorne machen wird: »Wenn dies passiert, könnten Speicherarchitekturen, die nicht für NVMe vorbereitet sind, und davon gibt es viele, zurückfallen. So können beispielsweise herkömmliche Arrays und Flash-Retrofit-Systeme wahrscheinlich nicht auf 100 Prozent NVMe aufgerüstet werden – und werden nicht in der Lage sein, die vielversprechenden Vorteile dieser besonders effizienten Technologie nutzbar zu machen.«

SATA an der Geschwindigkeitsgrenze

Seagates neues Firecuda-Modul mit NVMe-Schnittstelle im M.2-Format (Bild: Seagate).Seagates neues Firecuda-Modul mit NVMe-Schnittstelle im M.2-Format.Dass NVMe sich nun im Mainstream durchsetzt, sieht beispielsweise auch Seagate. Der Hersteller legte auf einer Produktpräsentation im Januar in München einen Fokus auf seine mit NVMe ausgerüsteten SSD-Speicherprodukte für PCs und Notebooks. »Schnittstellen mit Gigabit-Tempo funktionieren angesichts der schnellen Anwendungen und Datenmassen einfach nicht«, sagt Henrique Atzkern, Field Application Staff Engineer bei Seagate, gegenüber speicherguide.de. »Mit NVMe kann man Ein-/Ausgaberaten von 500.000 IOPS schaffen.«

Seagates SSD-Modul Firecuda, bisher in Varianten von 1 und 2 TByte mit SATA-Connectivity erhältlich, soll in einer NVMe-Version auf den Markt kommen. Die Preise der SATA-Varianten liegen laut den einschlägigen Plattformen bei zwischen 90 und 130 Euro, über die Preise der geplanten NVMe-Version ist noch nichts bekannt. Im Online-Handel findet man inzwischen reichlich mit NVMe ausgerüstete Speicherprodukte für den externen oder internen Betrieb, etwa von WD oder HPE. Die Preise der leistungsfähigen Profi-Produkte bewegen meistens sich im unteren bis mittleren dreistelligen Bereich.