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Ginge es nach SSD- und AFA-Herstellern ist NVMe schon betriebsbereit und nur noch die Anwender sind beim Einsatz zu zögerlich und verpassen die Chance noch mehr Leistung aus ihrer IT herauszuholen. Doch die nächste Evolutionsstufe der Fast-Storage-Technik ist mehr als nur ein Komponentenwechsel. Die UNH zeigt dies beim Plugfest und bei Interoperabilitäts-Tests für NVMe-oF und NVMe-oE.
Die UNH ist berühmt für ihre Multivendor-Interoperabilitätstests (Bild: UNH).Die Universität of New Hamsphire liegt etwa eine Autostunde nördlich von Boston. Unter dem Kürzel UNH ist sie in IT-Kreisen auf Grund von Multivendor-Interoperabilitätstest wie beispielsweise bei PCIe oder Fibre-Channel-Fabrics bekannt.
Mitte Dezember 2017 war es mal wieder so weit. Ein weiteres Plug-Fest mit einer Vielzahl von industriellen Teilnehmern bemühte sich um den Nachweis, dass NVMe-oF (Non Volatile Memory Express over Fabric) das nächste große Ding in der Storage-Welt werden wird und ihre Produkte und Programme schon zum Einsatz bereit sind.
Das zeitliche Umfeld von NVMe
Die NVMe-Designer haben mit der Fabric-Architektur noch einiges vor (Grafik: UNH).Aber Interoperabilität – so schön es auch ist, wenn es funktioniert – ist beim Start einer so grundlegenden Veränderung der Speicherpfade eine heikle Angelegenheit. Da kann man sich bei den Timings noch so einig sein, wenn die Anstiegsflanke eines Signals nicht ebenso definiert ist, dann geht schnell etwas »in die Hose«.
Bei NVMe dürften die Timings mit die größten Herausforderungen werden, da sich die klassische Speichertechnik von der Festplatte mit ihren zehn Millisekunden erneut – wie beim FC- zu einer Fabric-Technik entwickelt, die im gehobenen Nanosekundenbereich arbeiten wird.
Selbst über Netzwerkverbindungen, so versprechen die NVMe-Designer wird der Datenzugriff nur zehn Mikrosekunden langsamer sein als über die PCIe-Direktverbindung im Rechner. Wer schon mal mit schnellen Chips hantierte weiß, dass der Jitter, das Zittern, von Signalen zeitlich größer sein kann.
Das Netzwerk und …
Die UNH als unabhängiger Dienstleister bietet für diese Wechselfälle der Technik nicht nur eine gute Testausstattung, sondern entwickelt zusammen der Industrie und den eigenen technischen Studenten Test-Drehbücher, nach denen das versammelte IT-Equipment auf Herz und Nieren überprüft wird. Am Ende von vielen Schreib- und Leseversuchen über die schon oben erwähnte Schnittstellentechnik und Speicherprotokolltechnik (PCIe, FC Fabrik, Ethernet, NVMe) finden sich alle durchlaufenen Tests und Release-Stände in einer Integratoren-Liste wieder. Cavium, Mellanox und Toshiba scheinen sich hier sehr gut geschlagen zu haben.
Die neuen Szenarien bei diesem Plug-Fest betreffen neben der »einfachen« NVMe-Technik vor allem den Netzwerkbetrieb, der über Fibre-Channel und Ethernet stattfinden soll. An dieser Stelle ist Blick zurück auf die Übernahme von Brocade durch Broadcom interessant. Der Chip-Hersteller zeigte damals hauptsächlich am FC-Knowledge von Brocade Interesse. Mit NVMe-Fabrics wird deutlicher auf welchen Markt man damals schielte Und noch ein zweiter Aspekt an dem Brocade im Laufe seiner Unternehmenskarriere ebenfalls scheitert: FCoE, Fibre-Channel over Ethernet. Mit NVMe-oE lebt diese Transporttechnik ja ebenfalls wieder auf. Da wir inzwischen jedoch Netzwerke mit 100 GbE installieren, dürfte der vorhersagbare Datentransport über die QoS-Techniken von Ethernet allerdings wesentlich einfacher zu realisieren sein.
… die Kosten
Während NVMe in seiner einfachsten Form mit PCIe-Steckkarten über zehn Festplatten skaliert, lassen sich beim Anschluss externer All-Flash-Arrays vielleicht einige Hundert-Drives ansteuern. Das grundlegende Problem einer solchen Investition wird allerdings sein, dass schon mit der Flash-Technik an sich, auch ohne NVMe-Protokoll, mehr als genug Speicher-Performance für aktuelle Anwendungen bereitsteht.
Es werden noch einige Jahre vergehen bis hier die kommerzielle Software-Industrie mehr Effizienz in die Speicherausnutzung bringen wird. Aktuell hat die Speicherindustrie kaum noch Argumente für den Aufbau einer reinen AFA-Architektur, da in manchen Einsatzbereichen angesichts zahlreicher Cache-Instanzen im Speicherzugriffspfad selbst Festplatten besser performen.
Bei der Fabric-Technik dagegen schwärmen die Experten von einigen Zehntausend Festplatten. Die für den Anwender interessanten Daten werden wie ein Home-Directory in sein Filesystem »gemappt« und lassen sich performanter als die aktuelle Speichertechnik ansprechen. Die Kosten für die zugrundeliegende Fabric-Infrastruktur verteilt sich auf die Kostenstellen aller Benutzer. Das sollte sich aus Sicht von speicherguide.de zu einer nachhaltigen Verbesserung des Preis-Leistungsverhältnisses bei Halbleiterspeicher führen.
Das nächste Plug-Fest der UNH findet im Frühjahr 2018 statt. Das nächste Plug-Fest der UNH findet übrigensbereits im Frühjahr 2018 statt. Dann wird die bislang noch relativ kurze Integratorenliste wahrscheinlich um ein paar Firmen länger sein. Zudem sollten die Fähigkeiten des NMVe-Designs noch besser zum Vorschein treten.
