شرکت‌های سیگیت و انویدیا در نمایشی مشترک، فناوری NVMe HDD مبتنی‌بر رابط PCIe را معرفی کردند.
سیگیت با همکاری انویدیا، نمونه اولیه‌ای از فناوری NVMe HDD را به نمایش گذاشت که با استفاده از رابط PCIe و پروتکل NVMe 2.0، عملکرد ذخیره‌سازی در مراکز داده هوش مصنوعی را بهبود می‌بخشد. این فناوری جدید که در رویداد GTC معرفی شد، با ترکیب هارد دیسک‌های NVMe، حافظه‌های SSD NVMe، پردازنده BlueField 3 DPU انویدیا و نرم‌افزار AIStore، رویکردی نوین برای کاهش تأخیر و افزایش کارایی در پردازش‌های هوش مصنوعی ارائه می‌دهد.
فهرست مطالب
تحول در معماری ذخیره‌سازی داده
تامزهادرور می‌نویسد که هارد دیسک‌ها سال‌هاست که از رابط‌هایی مانند SCSI و SATA و SAS استفاده می‌کنند؛ اما این فناوری‌های قدیمی در محیط‌های پردازش داده‌های سنگین، به‌ویژه در حوزه هوش مصنوعی، به محدودیت‌های خود رسیده‌اند. پروتکل‌های سریالی SAS و SATA که در دهه ۱۹۸۰ توسعه یافته‌اند، لایه‌های قدیمی دارند که عملکرد مناسبی برای پردازش داده‌های پرسرعت ندارند.
فناوری NVMe با استفاده از رابط PCIe، بهینه‌سازی چشمگیری در عملکرد ذخیره‌سازی ایجاد می‌کند. این فناوری پهنای باند بیشتری ارائه و تأخیر را کاهش می‌دهد. برخلاف SAS و SATA که سرعت آنها به ۶ تا ۱۲ گیگابیت‌بر‌ثانیه محدود است، NVMe از سرعت‌هایی تا ۱۲۸ گیگابایت‌بر‌ثانیه پشتیبانی می‌کند. این پیشرفت علاوه‌بر ساده‌سازی معماری سیستم، امکان پردازش سریع‌تر داده‌ها را فراهم می‌کند که در پردازش‌های هوش مصنوعی اهمیت فراوانی دارد.
یکی از ویژگی‌های اصلی NVMe، امکان دسترسی مستقیم پردازنده گرافیکی به فضای ذخیره‌سازی (GPUDirect) است که ازطریق DPUها انجام می‌شود و نیاز به پردازنده مرکزی را کاهش می‌دهد. این قابلیت با حذف گلوگاه‌های پردازشی CPU، کارایی سیستم‌های هوش مصنوعی را افزایش می‌دهد و پردازش موازی را بهبود می‌بخشد.
عملکرد نمونه اولیه سیگیت
سیگیت برای نمایش مزایای فناوری NVMe HDD، سیستم نمونه اولیه را توسعه داده است که شامل هشت هارد دیسک NVMe، چهار حافظه SSD NVMe برای کشینگ، پردازنده BlueField 3 DPU انویدیا و نرم‌افزار AIStore است. این مجموعه درون محفظه ذخیره‌سازی ترکیبی NVMe از سیگیت اجرا شده است.
آزمایش‌های این سیستم نشان داد که دسترسی مستقیم پردازنده گرافیکی به فضای ذخیره‌سازی، تأخیر را در پردازش‌های هوش مصنوعی کاهش داده و حذف زیرساخت‌های SAS و SATA، معماری سیستم را ساده‌تر و کارایی ذخیره‌سازی را بهبود بخشیده است. همچنین، نرم‌افزار AIStore با مدیریت هوشمند کشینگ و سطوح ذخیره‌سازی، عملکرد آموزش مدل‌های هوش مصنوعی را افزایش درخورتوجهی داده است.
مقیاس‌پذیری تا سطح اگزابایت
یکی از قابلیت‌های اصلی فناوری NVMe HDD سیگیت و انویدیا، امکان مقیاس‌پذیری تا سطح اگزابایت ازطریق NVMe-over-Fabric (NVMe-oF) است. این ویژگی توسعه یکپارچه خوشه‌های ذخیره‌سازی را در چندین رک ممکن می‌کند و موجب بهینه‌سازی پردازش‌های حجیم در مراکز داده بزرگ می‌شود.
سیگیت اعلام کرده است که فناوری یادشده می‌تواند بدون نیاز به ذخیره‌سازی تمام فلش (All-Flash)، از محیط‌های پردازشی هوش مصنوعی با عملکرد بالا پشتیبانی کند. این امر ضمن کاهش هزینه‌های ذخیره‌سازی، عملکرد بهینه‌ای برای بارهای کاری سنگین مبتنی‌بر هوش مصنوعی فراهم می‌کند.
سیگیت در توسعه NVMe HDD از رقبای خود پیشی گرفته است. در‌حالی‌که شرکت‌های دیگری نیز در حال کار روی این فناوری هستند، نمایش موفقیت‌آمیز نمونه اولیه این شرکت نشان‌دهنده پیشرفت سریع آن در این حوزه است. انتظار می‌رود که NVMe HDDها در آینده نزدیک، به‌عنوان راهکاری مقرون‌به‌صرفه برای پردازش‌های هوش مصنوعی و داده‌های حجیم جایگزین فناوری‌های قدیمی SAS و SATA شوند.
