NVMe: อนาคตของเทคโนโลยี All-Flash Storage สำหรับองค์กร

หลังจากที่กระแสของ All-flash Storage นั้นได้กลายมาเป็นทางเลือกหลักในการลงทุนระบบ SAN Storage ภายในองค์กรต่างๆ ไปแล้ว ทั้งด้วยข้อดีในแง่ของประสิทธิภาพ, ความคุ้มค่า และการประหยัดพลังงาน เทคโนโลยี All-flash Storage ในปัจจุบันเองนั้นก็เริ่มพบกับคอขวดทางด้านประสิทธิภาพกันมากขึ้น และ NVMe นั้นก็คือ Protocol ที่จะมาเป็นคำตอบของการแก้ไขปัญหาคอขวดที่เกิดขึันนี้ในอนาคตอันใกล้นี้นั่นเอง

 

ทำไม All-flash Storage ในปัจจุบันถึงพบกับปัญหาคอขวด?

เนื่องจากระบบ Storage ส่วนใหญ่ในปัจจุบันนี้ใช้งาน SAS และ SATA เป็น Interface Protocol กันเป็นหลัก ซึ่ง SAS และ SATA นี้ต่างก็เป็น Protocol เก่าที่ถูกออกแบบมาตั้งแต่ยุคของ Hard Disk Drive ที่ใช้เทคโนโลยีจานหมุนแม่เหล็ก และรองรับการเข้าถึงข้อมูลได้แบบ Serial เป็นหลักเท่านั้น ทำให้ประเด็นปัญหาทางเทคนิคนี้เองที่เกิดขึ้นมาเป็นคอขวด

คอขวดเหล่านี้เกิดจากการที่ Hardware ในปัจจุบันส่วนใหญ่นั้นถูกออกแบบมาให้ทำงานแบบ Parallel เพื่อเพิ่มความเร็วในการเข้าถึงข้อมูล ไม่ว่าจะเป็น CPU ที่มีจำนวน Core เพิ่มมากขึ้นในแต่ละวัน หรือ Software ต่างๆ ที่พัฒนาขึ้นมาก็ตาม ทำให้หากระบบเหล่านี้ต้องมีการเรียกใช้งานข้อมูลที่ถูกจัดเก็บอยู่ผ่านทาง SAS หรือ SATA แล้วก็อาจเกิดเป็นปัญหาคอขวดได้ทันที

อย่างไรก็ดี ที่ผ่านมาด้วยเทคโนโลยี Hard Disk Drive แบบจานหมุนแม่เหล็กนั้นยังมีประสิทธิภาพไม่สูงมาก ก็ทำให้ SAS และ SATA นั้นยังคงรองรับประสิทธิภาพการทำงานได้โดยยังไม่เกิดปัญหาคอขวดขึ้นมา แต่การมาของ Solid State Drive (SSD) ที่ใช้ Flash ในการบันทึกข้อมูลนั้น ทำให้ความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลนั้นสูงขึ้นมาก จน SAS และ SATA เริ่มกลายเป็นคอขวดในระบบ

 

อะไรคือ NVMe? และ NVMe จะมาแก้ปัญหาคอขวดได้อย่างไร?

NVMe นั้นย่อมาจากคำว่า Non-volatile Memory express เป็น Interface Protocol ที่ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับการมาของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบ Flash โดยเฉพาะ เนื่องจาก Flash นั้นมีความเร็วที่สูงมาก และเทคโนโลยีการประมวลผลในปัจจุบันเองนั้นก็มีการทำงานในแบบคู่ขนานกันเป็นหลัก ทำให้การออกแบบ Protocol ใหม่อย่าง NVMe ขึ้นมานั้นเป็นสิ่งจำเป็น

ในภาพรวมนั้นสิ่งที่ NVMe ได้พัฒนาเพิ่มเติมเพื่อแก้ไขปัญหาของ SAS นั้นก็คือการทำงานแบบ Parallel หรือการทำงานแบบคู่ขนานได้นั่นเอง เพราะจากเดิมที่ช่องทางในการเชื่อมต่อนั้นถูกจำกัดด้วย SAS ซึ่งต้องมีการจองทรัพยาการและเรียกใช้ทีละครั้งได้โดยทีละ Process นั้น ใน NVMe ได้มีการออกแบบ Queue หรือคิวขึ้นมากถึง 64,000 คิวด้วยกัน ทำให้การทำงานร่วมกันระหว่าง CPU Core ที่มีจำนวนมากเพื่อเข้าถึงข้อมูลภายในอุปกรณ์ Flash จำนวนมากนั้นสามารถทำได้แบบคู่ขนานทั้งหมด ไม่ต้องมีปัญหาการรอกันจนเกิดเป็นคอขวดอีกต่อไป

ปัจจุบันระบบปฏิบัติการและ Hypervisor ต่างๆ นั้นต่างก็รองรับการใช้ NVMe กันแล้ว ไม่ว่าจะเป็น Microsoft Windows, Linux, Unix, macOS ไปจนถึง VMware ESXi ก็ตาม ทำให้การนำ NVMe มาใช้งานภายในองค์กรนั้นเป็นไปได้

ในแง่ของ Hardware นั้น อุปกรณ์กลุ่มแรกๆ ในระดับองค์กรที่เริ่มรองรับ NVMe ก่อนนั้นคือ Server ที่เราจะเริ่มเห็น Server ที่รองรับได้ทั้ง NVMe PCIe SSD และ 2.5″ Hot-swappable U.2 NVMe SSD กันมากขึ้นเรื่อยๆ ทำให้เหล่าระบบ Local Storage และ Hyper-converged Infrastructure นั้นเริ่มมีการใช้ NVMe กันแล้ว ส่วน All-flash Storage นั้นก็เป็นอีกเทคโนโลยีที่จะเปลี่ยนไปใช้ NVMe กันภายในอนาคต ซึ่งคาดการกันว่าการใช้งาน NVMe ภายใน All-flash Storage จะเป็นแพร่หลายสูงสุดภายในปี 2019 ที่กำลังจะมาถึงนี้

นอกจากนี้ยังมีแนวคิดของ NVMe Fabrics สำหรับเชื่อมต่อข้อมูลจาก Flash ไปยัง Server ต่างๆ ได้ด้วยความเร็วสูงสุด ซึ่งเหมาะกับการนำไปใช้งานภายในธุรกิจ High Frequency Trading ได้อีกด้วย

 

ศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ NVMe

Pure Storage หนึ่งในผู้ผลิตระบบ All-flash Array ชั้นนำระดับโลก ได้ทำสื่อสำหรับทำความรู้จักกับเทคโนโลยี NVMe เอาไว้ดังนี้

 

คลิปรายการ Outside the Box พร้อม Subtitle ภาษาไทย เล่าถึงเทคโนโลยี NVMe และอนาคตของเทคโนโลยีนี้

 

Infographic แสดงภาพรวมอนาคตของเทคโนโลยี NVMe

 

สนใจติดต่อทีมงาน Pure Storage ในประเทศไทยได้โดยตรง

สำหรับผู้ที่สนใจเทคโนโลยี All Flash Storage และต้องการคำปรึกษาเพิ่มเติมหรืออยากพิจารณาใบเสนอราคา สามารถติดต่อทีมงานของ Pure Storage ประเทศไทยโดยตรงได้ทันทีที่ jkunasinkjja@purestorage.com

 

เรียนรู้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ NVMe

สำหรับผู้ที่สนใจสามารถกรอกแบบฟอร์มดังต่อไปนี้เพื่อรับ Datasheet ของ Pure Storage ได้ฟรีๆ ทันที http://www.purestorage.com/microsites/th/ep2-thai.html