23.08.2019 (Doc Storage)
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Was ist Computational-Storage?

Leserfrage: In Verbindung mit einer schnelleren Datenverarbeitung ist bei uns zuletzt mehrfach der Begriff Computational-Storage gefallen. Was ist das genau, was soll man sich darunter vorstellen? Welches sollen die Einsatzszenarien sein, was werden die Anforderungen und welchen Stand hat die Technik bisher? Angeblich soll Computational-Storage eine spannende Zukunftstechnologien sein, wie sehen Sie das?

Antwort Doc Storage:

Bei Computational-Storage handelt es sich um eine Architektur, in welcher Daten auf dem Speichergerät verarbeitet werden. Ziel ist es, die Anzahl von Informationen zu reduzieren, die normalerweise zwischen dem Speicher und dem Rechner hin- und herbewegt werden müssen. Diese Methode reduziert Transportzeiten und verbessert somit die Gesamtleistung, beispielsweise für Echtzeit-Datenanalyse oder ähnliche Anwendungen.

In den meisten Fällen ist ein Computational-Storage-Gerät so aufgebaut wie eine Standard-SSD. Sie verfügen über eine bestimmte Anzahl an Speicherzellen zur Ablage der Daten, einen Zufallszugriffsspeicher (RAM) zur Pufferung der zu prozessierenden Daten und einen Controller, der die Speicherung und den Transport der Informationen übernimmt. Im Gegensatz zu »normalen« SSDs verfügt eines für Computational-Storage darüber hinaus noch über einen oder mehrere Multi-Purpose-Prozessoren, mit denen sich viele verschiedene Funktionen ausführen lassen.

Dies kann vom einfachen Indizieren der Einträge über das Absuchen nach bestimmten Inhalten bis hin zur Unterstützung komplexer Anwendungen der künstlichen Intelligenz reichen. Erst jetzt, mit einer weiten Verbreitung von SSDs im Markt, ist diese Art der Datenverarbeitung nah am Speicher möglich geworden. Diese Technologie war in traditionellen Von Neumann-Architekturen, also weder mit Band- noch mit Magnetplattenspeichern zu realisieren, da in diesem Umfeld die Informationen nur in Sequenzen an die CPU herangeführt werden konnten und somit für Echtzeitverarbeitung nicht akzeptable Verzögerungen erzeugten.

Die SNIA (Storage Networking Industry Association) und deren TWG (Technical Working Group) hat bisher zwei zentrale Technologien definiert:

  • CSP (Computational Storage Processor): Ein Gerät, welches Datenverarbeitung im Speichersystem bereitstellt, aber Informationen nicht in permanenten Speichern ablegen kann.
  • CSD (Computational Storage Drive): Ein Gerät, welches Datenverarbeitung im Speichersystem bereitstellt, und Informationen in permanenten Speichern ablegen kann.

Geräte einer solchen Auslegung tauchen jetzt erst auf dem Markt auf, ihre Anwendung befindet sich größtenteils noch im frühen Stadium der Entwicklung. Allerdings wird erwartet, dass sich mit dem schnell wachsenden Markt der Datenanalyse in Echtzeit auch der Markt für Computational-Storage schnell etablieren und dann ebenso rasch wachsen wird.

Interessante Hersteller sind unter anderem NDG Systems und ScaleFlux, andere werden mit Sicherheit schnell folgen.

Gruß
Doc Storage

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Kommentare (1)
29.08.2019 - w.stief

Rechenleistung direkt auf dem Flash-Modul könnte in Zukunft auch bei Erasure Coding eine wichtige Rolle spielen: Je nach verwendetem Algorithmus und Aufbau des Volumes aus einzelnen Flash-Modulen oder auch verteilten Storage-Nodes, kann die Wiederherstellung defekter Blöcke zeitaufwendig sein. Berechnungen direkt ins Flash-Modul "abzuschieben", erscheint mir da durchaus naheliegend.


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